功率变换系统及功率开关管的过流保护电路技术方案

本实用新型专利技术提供一种功率变换系统及功率开关管的过流保护电路，包括：检测流经功率开关管电流的采样模块；基于流经所述功率开关管的电流得到过流控制信号的过流检测模块；过流时驱动功率开关管关断的驱动模块；过流时减缓功率开关管的关断速度的软关断保护模块。当流经功率开关管的电流大于设定值时，控制功率开关管关断，同时减缓功率开关管的关断速度，避免电压过冲。本实用新型专利技术的功率变换系统及功率开关管的过流保护电路检测流经功率开关管的电流，并根据检测到的电流执行过流保护，并在执行过流保护的同时减缓功率开关管的关断速度，避免所述功率开关管上的电压过冲，进而提高功率变换系统的稳定性及安全性。

【技术实现步骤摘要】
功率变换系统及功率开关管的过流保护电路
本技术涉及电路设计领域，特别是涉及一种功率变换系统及功率开关管的过流保护电路。
技术介绍
功率变换技术是一门新兴的应用于电子电力领域的电子技术，通过功率开关管对电能进行变换和控制。为了抑制谐波的产生，同时提高功率因数，功率变换器被引入变频驱动系统中。由于变频驱动系统的工作环境复杂多样，具有运行功率宽、频率高及负载波动大等特点，因此，对功率变换器的可靠性提出了很高的要求。通常，功率变换器主电路出现工作异常时会产生过冲电流，过冲电流可能导致功率变换器主电路中的功率开关管被击穿。现有技术中常通过过流保护电路来控制功率变换器主电路中的功率开关管关断，以此实现对功率开关管进行过流保护的目的。但是，过冲电流出现时，功率开关管的无控制快速关断可能会导致开关管上出现过冲电压，当过冲电压超过功率开关管的耐压极限时，过冲电压同样可能导致功率开关管被击穿。因此，如何在实现过流保护的同时兼顾过压保护，实现对功率开关管的全面保护，提高功率变换器的可靠性，已成为本领域技术人员亟待解决的问题之一。
技术实现思路
鉴于以上所述现有技术的缺点，本技术的目的在于提供一种功率变换系统及功率开关管的过流保护电路，用于解决现有技术中过流保护时快速关断引起的过冲电压对功率开关管的损坏的问题。为实现上述目的及其他相关目的，本技术提供一种功率开关管的过流保护电路，所述功率开关管的过流保护电路至少包括：采样模块，与功率开关管连接，检测流经所述功率开关管的电流；至少一过流检测模块，连接所述采样模块的输出端，基于流经所述功率开关管的电流输出相应过流控制信号；驱动模块，连接于所述过流检测模块的输出端，当流经所述功率开关管的电流过流时，基于相应所述过流控制信号驱动所述功率开关管关断；至少一软关断保护模块，与所述过流检测模块一一对应，分别连接于各过流检测模块的输出端，当流经所述功率开关管的电流过流时，基于相应过流控制信号控制所述功率开关管的关断速度，避免所述功率开关管上的电压过冲。可选地，所述功率开关管包括绝缘栅双极型晶体管。可选地，所述过流检测模块包括比较器及第一开关；所述比较器的输入端分别连接所述采样模块及一参考电压，所述比较器的输出端连接所述第一开关的控制端；所述第一开关的一端连接参考地，另一端作为所述过流检测模块的输出端；所述比较器将所述采样模块的输出端与所述参考电压进行比较，并控制所述第一开关输出相应过流控制信号。更可选地，所述过流检测模块还包括第二开关；所述比较器的输出端连接所述第一开关及所述第二开关的控制端；所述第一开关的一端连接参考地，另一端作为所述过流检测模块的第一输出端；所述第二开关的一端连接参考地，另一端作为所述过流检测模块的第二输出端；所述过流检测模块的第一输出端及第二输出端分别连接所述驱动模块及所述软关断保护模块。可选地，所述软关断保护模块接收所述过流检测模块输出的过流控制信号，用于当流经所述功率开关管的电流过流时，基于相应过流控制信号增大所述功率开关管的放电电容，以此减缓所述功率开关管的关断速度。更可选地，所述软关断保护模块包括第三开关及第一电容；所述第三开关及所述第一电容串联于所述功率开关管的控制端与参考地之间，所述第三开关的控制端连接所述过流检测模块的输出端。更可选地，所述软关断保护模块还包括第一电阻、第二电阻、第三电阻及第一二极管；所述第一电阻的一端连接所述第三开关与所述第一电容的连接节点，另一端连接一预设电压；所述第二电阻的一端连接所述第三开关与所述第一电容的连接节点，另一端连接所述第三开关的控制端；所述第三电阻的一端连接所述第三开关的控制端，另一端连接所述第一二极管的正极；所述第一二极管的负极连接所述过流检测模块的输出端。为实现上述目的及其他相关目的，本技术还提供一种功率变换系统，所述功率变换系统至少包括：功率变换电路以及上述功率开关管的过流保护电路；所述功率开关管的过流保护电路与所述功率变换电路中的功率开关管连接，以当流经所述功率变换电路中的所述功率开关管的电流过流时，控制所述功率开关管关断，同时减缓功率开关管的关断速度。可选地，所述功率变换电路包括PFC电路。可选地，所述PFC电路包括滤波电容、电抗器、功率开关管、升压二极管及平滑电容；所述滤波电容连接于所述功率变换器的输入正极与输入负极之间；所述电抗器的一端连接所述功率变换器的输入正极，另一端连接所述升压二极管的正极，所述升压二极管的负极连接直流母线电压的输出端；所述功率开关管连接于所述升压二极管的正极与参考地之间，控制端连接所述驱动模块；所述平滑电容连接于所述直流母线电压的输出端与参考地之间。可选地，所述采样模块包括第一采样电阻，所述第一采样电阻与所述功率开关管串联，所述过流检测模块接收所述第一采样电阻上的电压。更可选地，所述采样模块还包括第二采样电阻，所述第二采样电阻的一端连接所述功率变换电路的输入负极，另一端连接于参考地，检测所述功率开关管的输入侧电流，所述第二采样电阻上的电压传输至所述功率开关管的控制模块。可选地，所述采样模块包括第三采样电阻，所述第三采样电阻的一端连接所述功率变换电路的输入负极，另一端连接于参考地；所述过流检测模块接收所述第三采样电阻上的电压。更可选地，所述第三采样电阻上的电压还传输至所述功率开关管的控制模块。如上所述，本技术的功率变换系统及功率开关管的过流保护电路，具有以下有益效果：本技术的功率变换系统及功率开关管的过流保护电路检测流经功率开关管的电流，并根据检测到的电流执行过流保护，并在执行过流保护的同时减缓功率开关管的关断速度，避免所述功率开关管上的电压过冲，进而提高功率变换系统的稳定性及安全性。附图说明图1显示为本技术的功率变换系统的一种实施方式示意图。图2显示为本技术的功率变换系统的另一种实施方式示意图。图3显示为本技术的过流检测模块的另一种实施方式示意图。图4显示为本技术的功率变换系统的又一种实施方式示意图。图5显示为本技术的功率变换系统的再一种实施方式示意图。元件标号说明1功率变换系统11功率变换电路12功率开关管的过流保护电路121采样模块122过流检测模块1221第一过流检测模块1222第二过流检测模块1223第三过流检测模块123驱动模块124软关断保护模块1241第一软关断保护模块1242第二软关断保护模块1243第三软关断保护模块具体实施方式以下通过特定的具体实例说明本技术的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本技术的其他优点与功效。本技术还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本技术的精神下进行各种修饰或改变。请参阅图1～图5。需要说明的是，本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本技术的基本构想，遂图式中仅显示与本技术中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。实施例一如图1所示，本技术提供一种功率变换系统1，所述功率变换系统1包括：功率变换电路11及功率开关管的过流保护电路12。如图1所示，所述功率变换电路本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种功率开关管的过流保护电路，其特征在于，所述功率开关管的过流保护电路至少包括：采样模块，与功率开关管连接，检测流经所述功率开关管的电流；至少一过流检测模块，连接所述采样模块的输出端，基于流经所述功率开关管的电流输出相应过流控制信号；驱动模块，连接于所述过流检测模块的输出端，当流经所述功率开关管的电流过流时，基于相应所述过流控制信号驱动所述功率开关管关断；至少一软关断保护模块，与所述过流检测模块一一对应，分别连接于各过流检测模块的输出端，当流经所述功率开关管的电流过流时，基于相应过流控制信号控制所述功率开关管的关断速度，避免所述功率开关管上的电压过冲。

【技术特征摘要】
1.一种功率开关管的过流保护电路，其特征在于，所述功率开关管的过流保护电路至少包括：采样模块，与功率开关管连接，检测流经所述功率开关管的电流；至少一过流检测模块，连接所述采样模块的输出端，基于流经所述功率开关管的电流输出相应过流控制信号；驱动模块，连接于所述过流检测模块的输出端，当流经所述功率开关管的电流过流时，基于相应所述过流控制信号驱动所述功率开关管关断；至少一软关断保护模块，与所述过流检测模块一一对应，分别连接于各过流检测模块的输出端，当流经所述功率开关管的电流过流时，基于相应过流控制信号控制所述功率开关管的关断速度，避免所述功率开关管上的电压过冲。2.根据权利要求1所述的功率开关管的过流保护电路，其特征在于：所述功率开关管包括绝缘栅双极型晶体管。3.根据权利要求1所述的功率开关管的过流保护电路，其特征在于：所述过流检测模块包括比较器及第一开关；所述比较器的输入端分别连接所述采样模块及一参考电压，所述比较器的输出端连接所述第一开关的控制端；所述第一开关的一端连接参考地，另一端作为所述过流检测模块的输出端；所述比较器将所述采样模块的输出端与所述参考电压进行比较，并控制所述第一开关输出相应过流控制信号。4.根据权利要求3所述的功率开关管的过流保护电路，其特征在于：所述过流检测模块还包括第二开关；所述比较器的输出端连接所述第一开关及所述第二开关的控制端；所述第一开关的一端连接参考地，另一端作为所述过流检测模块的第一输出端；所述第二开关的一端连接参考地，另一端作为所述过流检测模块的第二输出端；所述过流检测模块的第一输出端及第二输出端分别连接所述驱动模块及所述软关断保护模块。5.根据权利要求1所述的功率开关管的过流保护电路，其特征在于：所述软关断保护模块接收所述过流检测模块输出的过流控制信号，用于当流经所述功率开关管的电流过流时，基于相应过流控制信号增大所述功率开关管的放电电容，以此减缓所述功率开关管的关断速度。6.根据权利要求5所述的功率开关管的过流保护电路，其特征在于：所述软关断保护模块包括第三开关及第一电容；所述第三开关及所述第一电容串联于所述功率开关管的控制端与参考地之间，所述第三开关的控制端连接所述过流检测模块的输出端。7.根据权利要求6所述的功率开关管的过流保护电路，其特征在于：所述软关断保护模...

【专利技术属性】
技术研发人员：甘鸿坚，安伟国，刘以峰，蒲波宇，
申请(专利权)人：浙江鲲悟科技有限公司，
类型：新型
国别省市：浙江,33