用于功率变换装置的保护模块制造方法及图纸

一种用于功率变换装置的保护模块，功率变换装置具有输入端、功率变换组件以及输出端，功率变换组件用于改变输入端的功率并通过输出端输出；保护模块包括输入电压监测单元、输出电压监测单元、输入/输出电流监测单元和用于监测输入端温度的温度监测单元、故障检测控制装置和功率变换组件保护器，当故障检测控制装置接收到多个监测单元中任意一个发出的报警信号时，故障检测控制装置向功率变换组件保护器发出故障信号，以对功率变换组件进行驱动封锁。

Protection module for power conversion device

A module for protecting power converter and power converter with input power, output power and conversion module, conversion module is used to change the power input and output through the output end; the protection module comprises an input voltage monitoring unit, the output voltage monitoring unit, input / output current monitoring unit and used for temperature monitoring unit the input end of the temperature monitoring, fault detection and control device for power converter component protection device, when the fault detection control device receives any number of monitoring unit a warning signal is issued, fault detection and control device of a fault signal to the power converter component protector, the power converter assembly driving block.

【技术实现步骤摘要】
用于功率变换装置的保护模块
本技术涉及一种功率变换装置。
技术介绍
功率转换器可以将电功率从一种形式转换成另一种形式。作为示例，电功率被从交流转换到直流、从直流转换到交流、从交流转换到交流或从直流转换到直流。同时，功率转换器也可以将电功率从一种电压转换到另一电压，例如，将恒定直流输入电压变换为可调的输出电压，即DC-DC功率变换器。当功率等级不断上升，功率转换器和相连的电路遭受损坏的几率也随之而上升，为此，通常功率转换器会配备有多种保护组件。有效的保护系统对可靠的功率转换器，尤其是高功率等级的功率转换器而言是至关重要的。
技术实现思路
本技术提供了一种用于保护功率变换装置的保护模块。该功率变换装置具有输入端、输出端、用于改变输入端的功率并通过输出端输出功率变换组件，以及系统控制器。具体地，本技术的保护模块包括用于监测输入端电压的输入电压监测单元、用于监测输出端电压的输出电压监测单元、用于监测输入/输出端电流的输入/输出电流监测单元、用于监测输入端温度的温度监测单元、故障检测控制装置和功率变换组件保护器。其中，当输入/输出端电流高于预设输入/输出电流最高值时，输入/输出电流监测单元发出报警信号。当输出端的电压高于预设输出电压最高值时，输出电压监测单元发出报警信号。当输入端的电压高于/低于预设输入电压最高/最低值时，输入电压监测单元发出报警信号。当输入端的散热器表面温度高于预设温度最高值时，温度监测单元发出报警信号。故障检测控制装置能够接收输入电压监测单元、输出电压监测单元、输入/输出电流监测单元和温度监测单元中任意一个发出的报警信号，然后，故障检测控制装置根据接收到的报警信号向功率变换组件保护器和功率变换装置的系统控制器同时发出故障信号。功率变换组件保护器能够依据故障信号对功率变换组件进行驱动封锁。系统控制器对接收到的故障信号进行处理后，向功率变换装置发出驱动信号。驱动信号用于改变输入端电压、输出端电压、输入/输出端电流中的一个或多个和/或用于重新启动功率变换组件。此外，本技术的保护模块对于输入端和功率变换组件进一步设置了熔断器，当输入电流高于400％额定值时，或者当功率变换组件短路时，输入熔断器熔断。附图说明图1是根据本技术的一个实施例的用于功率变换装置的保护模块的模块化示意图。具体实施方式本技术所用于的功率变换装置例如为DC-DC功率变换装置，通常，此类功率变换装置具有功率半导体晶体管构成的功率变换组件，以实现DC/AC、AC/DC变换，并且设置了输出变压器以将输入电压和输出电压的隔离。在本技术中，功率变换装置的功率变换组件由IGBT构成。此外，该功率变换装置与其他装置共用系统控制器，该系统控制器能够对功率变换装置的功率变换组件驱动电路、输入端电路、输出端电路与处理电路等进行控制。本技术提出了一种用于上述功率变换装置的保护模块1，该保护模块1监测功率变换装置的运行状态，并且在当有故障发生时，向功率变换装置的系统控制器发送故障信号。本技术的保护模块1具有多个监测单元、故障检测控制装置30和功率变换组件保护器40。该多个监测单元包括输入电压监测单元10、输出电压监测单元70、输出电压监测单元50、60、输出电压监测单元20等，下面将逐一介绍各个监测单元。输入电压监测单元10在功率变换装置完成启动后开启保护功能，主要防止输入电压Vin欠压/过压情况下运行引起系统故障。输入电压监测单元10监测输入端的输入电压Vin，当输入电压Vin高于预设输入电压最高值Vin_max时，发出输入电压过压报警信号，当输入电压Vin低于预设输入电压最低值Vin_min时，发出输入电压欠压报警信号。输出电压监测单元70采集输出端电压值Vout，预设保护值为115％～135％，当输出电压Vout高于预设输出电压最高值Vout_max时，输出电压监测单元70发出输出电压过压报警信号。输出电压监测单元50、60采集输入/输出端变压器电流/电感电流值Iin、IL，当输入/输出电流高于预设输入/输出电流最高值Iin_max、IL_max时，例如高于120％额定值时，发出输入/输出电流过流报警信号。输出电压监测单元20，用于监测功率变换组件IGBT的散热器表面温度Vtemp，当散热器表面温度高于预设温度最高值Vtemp_Max时，输出电压监测单元20发出过热报警信号。由此可知，输入电压监测单元10、输出电压监测单元70、输出电压监测单元50、60和输出电压监测单元20均能够发出报警信号。然后，本技术的保护模块1故障检测控制装置30用于接收输入电压过压报警信号、输入电压欠压报警信号、输出电压过压报警信号、输入/输出电流过流报警信号、过热报警信号。并且，一旦接收到上述任一一种报警信号时，故障检测控制装置30向系统控制器和功率变换组件保护器40发出故障信号。本技术的功率变换组件保护器40用于主要防止功率变换组件IGBT模块短路，一旦接收到来自故障检测控制装置30的报警信号，则功率变换组件保护器40对功率变换组件驱动电路进行驱动封锁，制止功率变换组件被导通。同时，系统控制器根据故障检测控制装置30发送来的故障信号判断该DC/DC变换单元的状态，并基于对接收到的故障信号进行处理，能够选择性地向功率变换装置的功率变换组件驱动电路、输入端电路、输出端电路与处理电路发出驱动信号，改变/关断输入电压、输入电流、关断/导通驱动功率变换组件从而改变输出电压、输出电流等。在本技术的实施例中，如附图1所示，功率变换装置例如为DC-DC变换装置，输出电压监测单元70检测其输出直流电源电压Vout，当输出电压监测单元70采集到的输出端电压值Vout高于预设保护值Vout_max，输出电压监测单元70发出输出电压过压报警信号，而后，故障检测控制装置30向系统控制器发出故障信号，系统控制器对该故障信号进行分析后，以判断该DC/DC变换装置的状态为输出电压过压，并发送用于调节输出电压Vout的驱动信号给功率变换装置。该驱动信号例如以下述方式调节输出电压Vout。具体地，当功率变换装置接收到来自系统控制器的调节输出电压Vout的驱动信号时，驱动本实施例中所采用的功率变换组件保护器40，例如为IGBT驱动器，通过驱动该IGBT而驱动IGBT并调节IGBT所产生的交流电压，而后通过整流二极管整流以及电抗器、电容器的滤波后产生出需要的直流电压，即，实现对输出电压Vout进行调节，保护输出端电压过压。此外，本技术的保护模块1在输入端进一步设置了熔断器，当输入电流持续升高至高于400％额定值时，输入熔断器熔断输入端进线，防止其后的电路受到进一步损害。类似地，本技术的保护模块1还设置了用于功率变换组件的熔断器，当功率变换组件发生短路故障时，熔断器及时的切断其与其他电路部分的连接，以不至发生起火危险。本技术的保护模块1可以用于多种功率变换器，包括但不限于降压式BUCK变换器，升压式BOOST变换器，升降压式BUCK/BOOST变换器，库克CUK变换器，瑞泰ZETA变换器，塞皮克SEPIC变换器。此外，本技术的保护模块1不仅可以用于DC-DC型功率变换器，本领域内技术人员可以设想，该保护模块1还可用于保护DC-AC型本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于功率变换装置的保护模块，所述功率变换装置具有输入端、功率变换组件以及输出端，所述功率变换组件用于改变所述输入端的功率并通过所述输出端输出；其中，所述保护模块包括用于监测输入端电压的输入电压监测单元、用于监测输出端电压的输出电压监测单元、用于监测输入/输出端电流的输入/输出电流监测单元和用于监测输入端温度的温度监测单元；其特征在于，所述保护模块还包括：故障检测控制装置，当所述故障检测控制装置接收到所述输入电压监测单元、所述输出电压监测单元、所述输入/输出电流监测单元和所述温度监测单元中任意一个发出的报警信号时，所述故障检测控制装置发出故障信号；以及功率变换组件保护器，所述功率变换组件保护器接收来自所述故障检测控制装置发出的所述故障信号，并依据所述故障信号对所述功率变换组件进行驱动封锁。

【技术特征摘要】
1.一种用于功率变换装置的保护模块，所述功率变换装置具有输入端、功率变换组件以及输出端，所述功率变换组件用于改变所述输入端的功率并通过所述输出端输出；其中，所述保护模块包括用于监测输入端电压的输入电压监测单元、用于监测输出端电压的输出电压监测单元、用于监测输入/输出端电流的输入/输出电流监测单元和用于监测输入端温度的温度监测单元；其特征在于，所述保护模块还包括：故障检测控制装置，当所述故障检测控制装置接收到所述输入电压监测单元、所述输出电压监测单元、所述输入/输出电流监测单元和所述温度监测单元中任意一个发出的报警信号时，所述故障检测控制装置发出故障信号；以及功率变换组件保护器，所述功率变换组件保护器接收来自所述故障检测控制装置发出的所述故障信号，并依据所述故障信号对所述功率变换组件进行驱动封锁。2.如权利要求1所述的保护模块，其特征在于，在所述故障检测控制装置向所述功率变换组件保护器发出故障信号的同时，所述故障检测控制装置还将所述故障信号发送至所述功率变换装置的系统控制器，所述系统控制器对接收到的所述故障信号进行处理后向所述功率变换装置发出...

【专利技术属性】
技术研发人员：周佳男，孟小波，赵摄，任卫剑，
申请(专利权)人：杭州佳汇机电有限公司，
类型：新型
国别省市：浙江,33