一种高压开关电源实时保护电路制造技术

本发明专利技术公开了一种高压开关电源保护电路，包括第一开关单元、第二开关单元、处理器、电平转换电路、第一驱动电路和第二驱动电路；处理器的第一输入端与三相输入电源的第一输出端相连，第二输入端与第一辅助电源的第一输出端相连，第三输入端与滤波储能电路的第一输出端相连，输出端与电平转换电路的输入端相连；电平转换电路的第一输出端与第一驱动电路的第一输入端相连，第二输出端与第二驱动电路的第一输入端相连；第一驱动电路的输出端与第一开关单元的第一输入端相连；第二驱动电路的输出端与第二开关单元的第一输入端相连；本发明专利技术能够控制滤波储能电路的充电时间，且在出现异常情况时及时切断输入的高压电，避免异常电压损伤或损坏功率器件。

A real-time protection device for high voltage switching power supply

The invention discloses a protection circuit for high voltage switching power supply, which comprises a first switching unit, a second switching unit, a processor, a level conversion circuit, a first driving circuit and a second driving circuit; the first input terminal of the processor is connected with the first output terminal of the three-phase input power supply, and the second input terminal is connected with the first auxiliary power supply. The first output terminal of the level conversion circuit is connected with the first input terminal of the first drive circuit, the second output terminal is connected with the first input terminal of the second drive circuit, and the first drive electricity. The output end of the circuit is connected with the first input end of the first switching unit, the output end of the second driving circuit is connected with the first input end of the second switching unit, and the invention can control the charging time of the filter energy storage circuit, and cut off the input high voltage in time when abnormal conditions occur, so as to avoid abnormal voltage damage or power damage. Device.

【技术实现步骤摘要】
一种高压开关电源实时保护装置
本专利技术属于电源控制
，更具体地，涉及一种高压开关电源实时保护装置。
技术介绍
高压电源的保护不仅仅要保证对电源在工作过程中出现的异常情况进行及时监测、判断和处理，还要保证在电源上电瞬间和断电瞬间，整机状态可控，保证电源安全的同时保护整机的器件。储能电容是高压开关电源中必不可少的器件，储能电容的存在，使得电源在上电瞬间会产生浪涌电流和浪涌电压，其电流值远高于正常工作电流值，电压值也会瞬间高于正常输入值，这种浪涌电流和电压会对储能电容前端部分器件(整流桥、保险丝、空气开关等)造成冲击，尽管器件选型时考虑各性能指标的冗余设计，但是过高的冲击也会影响器件的寿命，甚至损坏器件；电源工作过程中，随着供电输入和所带负载的变化，出现输入过压、输入过流、输出过压、输出过流、过温等异常情况时，电源系统要根据实际情况进行检测、判断并及时做出相应的处理措施。处理不及时，就会损坏电源内部的器件，甚至损坏所带负载；电源断电时，由于电源内部储能电容的存在，断电瞬间，特别是高压电源，储存在电容上的电压较高且能量较大，完全释放完需要一定时间，若未及时释放，不仅仅存在安全隐患，还可能烧毁器件，所以断电瞬间能量的处理方式也显得异常重要。为减少输入端的浪涌电压和电流，最常见的做法是串入负温度系数的热敏电阻，但是处于工作中的热敏电阻有一定的阻值，会产生额外的功率损耗，同时产生了热量；此外，对于储能电容的充电时间不可控，上电时若输入电压发生异常时，无法阻止异常电压进入后端器件。所以需要一种保护电路，实现在电源上电时、工作过程异常时、断电时对整机电源进行实时保护。
技术实现思路
针对现有技术的至少一个缺陷或改进需求，本专利技术提供了一种高压开关电源保护电路，其目的在于解决高压电源系统在上电瞬间产生的浪涌电压和电流对输入端器件造成损伤或者损坏、断电时储能电容中的电压无法及时释放而损伤功率器件，以及工作过程中，出现异常情况下无法及时切断输入的高压电以至于损伤或者损坏功率器件的问题。为实现上述目的，按照本专利技术的一个方面，提供了一种高压开关电源保护电路，连接于三相输入电源与滤波储能电路之间，用于在上电时、工作过程中、断电时对整机电源进行实时保护；该保护电路包括第一辅助电源、第一开关单元、第二开关单元、处理器、电平转换电路、第一驱动电路和第二驱动电路；处理器的第一输入端与三相输入电源的第一输出端相连，第二输入端与第一辅助电源的第一输出端相连，第三输入端与滤波储能电路的第一输出端相连，输出端与电平转换电路的输入端相连；第一辅助电源的输入端与三相输入电源的第二输出端相连；电平转换电路的第一输出端与第一驱动电路的第一输入端相连，第二输出端与第二驱动电路的第一输入端相连；第一驱动电路的输出端与第一开关单元的第一输入端相连；第二驱动电路的输出端与第二开关单元的第一输入端相连；第一开关单元和第二开关单元的第二输入端均与三相输入电源的第二输出端相连，输出端均与滤波储能电路的输入端相连；第一辅助电源用于分别为处理器、电平转换电路、第一驱动电路和第二驱动电路供电；处理器用于监测三相输入电源的电压值，并在电压值达到正常范围时输出第一控制信号；电平转换电路用于接收第一控制信号并对其进行电压转换，输出第一转换信号；第一驱动电路用于根据接收的所述第一转换信号输出第一驱动电压；第一开关单元根据接收的第一驱动电压进行导通以控制三相输入电源与滤波储能电路连通，为滤波储能电路中的电容充电；处理器在达到预设的充电时间时检测滤波储能电路的输出电压，并用于在该输出电压达到正常范围时输出第二控制信号；电平转换电路用于接收所述第二控制信号并对其进行电压转换，输出第二转换信号；第二驱动电路用于根据接收的第二转换信号输出第二驱动电压；第二开关单元根据接收的第二驱动电压进行导通以使第一开关单元发生短路；另外，处理器输出第三控制信号控制第一开关单元截止以断开三相输入电源与滤波储能电路之间的电连接，通过处理器控制第一开关单元和第二开关单元的导通或截止以实现充电时间可控。优选的，上述高压开关电源保护电路，还包括第二辅助电源，该第二辅助电源的输入端与滤波储能电路的第二输出端相连，输出端与高压开关电源系统中的风扇相连，在断电时通过风扇的功耗快速消耗滤波储能电路上的电压。优选的，上述高压开关电源保护电路，在工作过程中，处理器用于监测三相输入电源、滤波储能电路两端的电压、电流和温度，并在发生异常时控制第二开关单元截止，断开三相输入电源与滤波储能电路之间的电连接。优选的，上述高压开关电源保护电路，还包括输入滤波器和三相整流桥，输入滤波器的输入端与三相输入电源的第二输出端相连，输出端与三相整流桥的输入端相连；三相整流桥的第一输出端与第一辅助电源的输入端相连，第二输出端分别与第一开关单元和第二开关单元的第二输入端相连；三相整流桥用于对经输入滤波器滤波后的三相高压电进行整流，整流后的高压电作为滤波储能电路的输入电源。优选的，上述高压开关电源保护电路，还包括第一隔离电源和第二隔离电源；第一隔离电源和第二隔离电源的输入端均与第一辅助电源的第二输出端相连，第一隔离电源的输出端与第一驱动电路的第二输入端相连，用于为第一开关单元提供隔离电源，第二隔离电源的输出端与第二驱动电路的第二输入端相连，用于为第二开关单元提供隔离电源。优选的，上述高压开关电源保护电路，其第一开关单元包括限流电阻R9和第一MOS管Q1；限流电阻R9的第一端与三相整流桥的第二输出端相连，第二端与第一MOS管Q1的第一端相连；第二开关单元包括第二MOS管Q2，第二MOS管Q2的第一端与三相整流桥的第二输出端相连；滤波储能电路包括电感L1和电容C15、电容C16、电阻R10、电阻R11；第一MOS管Q1和第二MOS管Q2的第二端通过电感L1与滤波储能电路中的电容C15、C16相连。优选的，上述高压开关电源保护电路，其电平转换电路包括电源转换芯片N3，电阻R5、R6、R7、R8，电容C13、C14；电源转换芯片N3的第一输入引脚和第二输入引脚均与处理器的输出端相连，第一输出引脚与第一驱动电路的第一输入端相连，第二输出引脚与第二驱动电路的第一输入端相连；第一输入引脚通过电阻R5接数字地，第二输入引脚通过电阻R6接数字地。优选的，上述高压开关电源保护电路，其第一驱动电路和第二驱动电路通过光电耦合器N6与电平转换电路相连；光电耦合器N6的第一输入端通过电阻R1与电源转换芯片N3的第一输出引脚相连；第二输入端通过电阻R2与电源转换芯片N3的第二输出引脚相连；第一驱动电路包括电阻R3、电容C11和第一驱动芯片N4；第一驱动芯片N4的输入引脚通过电容C11接地；第二驱动电路包括电阻R4、电容C12和第二驱动芯片N5，第二驱动芯片N5的输入引脚通过电容C15接地；第一驱动芯片N4的输入引脚与光电耦合器N6第一输出端相连，电源引脚与第一隔离电源的输出端相连，输出引脚与第一MOS管Q1的第三端相连；第二驱动芯片N5的输入引脚与光电耦合器N6第二输出端相连，电源引脚与第二隔离电源的输出端相连，输出引脚与第二MOS管Q2的第三端相连。优选的，上述高压开关电源保护电路，其第一MOS管Q1和第二MOS管Q2均为PMOS场效应管。优选的，上述高压开关电源保护电本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高压开关电源保护电路，所述保护电路连接于三相输入电源与滤波储能电路之间，在上电时、工作过程中、断电时对整机电源进行实时保护，其特征在于，包括第一辅助电源、第一开关单元、第二开关单元、处理器、电平转换电路、第一驱动电路和第二驱动电路；所述处理器的第一输入端与三相输入电源的第一输出端相连，第二输入端与第一辅助电源的第一输出端相连，第三输入端与滤波储能电路的第一输出端相连，输出端与电平转换电路的输入端相连；所述第一辅助电源的输入端与三相输入电源的第二输出端相连；所述电平转换电路的第一输出端与第一驱动电路的第一输入端相连，第二输出端与第二驱动电路的第一输入端相连；所述第一驱动电路的输出端与第一开关单元的第一输入端相连；所述第二驱动电路的输出端与第二开关单元的第一输入端相连；所述第一开关单元和第二开关单元的第二输入端均与三相输入电源的第二输出端相连，输出端均与滤波储能电路的输入端相连；所述第一辅助电源用于分别为处理器、电平转换电路、第一驱动电路和第二驱动电路供电；所述处理器用于监测三相输入电源的电压值，并在所述电压值达到正常范围时输出第一控制信号；所述电平转换电路用于接收所述第一控制信号并对其进行电压转换，输出第一转换信号；所述第一驱动电路用于根据接收的所述第一转换信号输出第一驱动电压；所述第一开关单元根据接收的第一驱动电压进行导通以控制三相输入电源与滤波储能电路连通，为滤波储能电路中的电容充电；所述处理器在达到预设的充电时间时检测滤波储能电路的输出电压，并用于在该输出电压达到正常范围时输出第二控制信号；所述电平转换电路用于接收所述第二控制信号并对其进行电压转换，输出第二转换信号；所述第二驱动电路用于根据接收的第二转换信号输出第二驱动电压；所述第二开关单元根据接收的第二驱动电压进行导通以使第一开关单元发生短路；处理器输出第三控制信号控制第一开关单元截止以断开三相输入电源与滤波储能电路之间的电连接，通过处理器控制第一开关单元和第二开关单元的导通或截止实现滤波储能电路的充电时间可控。...

【技术特征摘要】
1.一种高压开关电源保护电路，所述保护电路连接于三相输入电源与滤波储能电路之间，在上电时、工作过程中、断电时对整机电源进行实时保护，其特征在于，包括第一辅助电源、第一开关单元、第二开关单元、处理器、电平转换电路、第一驱动电路和第二驱动电路；所述处理器的第一输入端与三相输入电源的第一输出端相连，第二输入端与第一辅助电源的第一输出端相连，第三输入端与滤波储能电路的第一输出端相连，输出端与电平转换电路的输入端相连；所述第一辅助电源的输入端与三相输入电源的第二输出端相连；所述电平转换电路的第一输出端与第一驱动电路的第一输入端相连，第二输出端与第二驱动电路的第一输入端相连；所述第一驱动电路的输出端与第一开关单元的第一输入端相连；所述第二驱动电路的输出端与第二开关单元的第一输入端相连；所述第一开关单元和第二开关单元的第二输入端均与三相输入电源的第二输出端相连，输出端均与滤波储能电路的输入端相连；所述第一辅助电源用于分别为处理器、电平转换电路、第一驱动电路和第二驱动电路供电；所述处理器用于监测三相输入电源的电压值，并在所述电压值达到正常范围时输出第一控制信号；所述电平转换电路用于接收所述第一控制信号并对其进行电压转换，输出第一转换信号；所述第一驱动电路用于根据接收的所述第一转换信号输出第一驱动电压；所述第一开关单元根据接收的第一驱动电压进行导通以控制三相输入电源与滤波储能电路连通，为滤波储能电路中的电容充电；所述处理器在达到预设的充电时间时检测滤波储能电路的输出电压，并用于在该输出电压达到正常范围时输出第二控制信号；所述电平转换电路用于接收所述第二控制信号并对其进行电压转换，输出第二转换信号；所述第二驱动电路用于根据接收的第二转换信号输出第二驱动电压；所述第二开关单元根据接收的第二驱动电压进行导通以使第一开关单元发生短路；处理器输出第三控制信号控制第一开关单元截止以断开三相输入电源与滤波储能电路之间的电连接，通过处理器控制第一开关单元和第二开关单元的导通或截止实现滤波储能电路的充电时间可控。2.如权利要求1所述的高压开关电源保护电路，其特征在于，还包括第二辅助电源，所述第二辅助电源的输入端与滤波储能电路的第二输出端相连，输出端与高压开关电源系统中的风扇相连，在断电时通过风扇的功耗快速消耗滤波储能电路上的电压。3.如权利要求1所述的高压开关电源保护电路，其特征在于，在工作过程中，所述处理器用于监测三相输入电源、滤波储能电路两端的电压、电流和温度，并在发生异常时控制第二开关单元截止，断开三相输入电源与滤波储能电路之间的电连接。4.如权利要求1或2所述的高压开关电源保护电路，其特征在于，还包括输入滤波器和三相整流桥，输入滤波器的输入端与三相输入电源的第二输出端相连，输出端与三相整流桥的输入端相...

【专利技术属性】
技术研发人员：常超，马高育，乔洪涛，王莉，陈圣荣，周苏茂，丁攀，
申请(专利权)人：湖北三江航天万峰科技发展有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北,42