具有过流保护的电源装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开一种具有过流保护的电源装置，利用设置在DC/AC功率变换电路DC侧直流母线上的检测电阻进行过流检测，可以避免在逆变输出端检测时，由于LC滤波电路造成的检测延时，以及DC/AC功率变换电路上下背晶体误动作造成过流无法被检测的问题。并且，由于DC/AC功率变换电路DC侧直流母线电流的对称性，无论DC/AC输出侧的电流方向如何，只要DC/AC供应能量到负载端，直流侧母线上的有效电流均为一个方向，因此过流检测不须分为正、负半周再合并或整流后再进行比较，大大简化了电路，提高了检测效率。

Power supply with over-current protection

【技术实现步骤摘要】
具有过流保护的电源装置
本专利技术涉及一种电源装置，特别是涉及一种具有过流保护的DC转AC输出的交直流电源装置。
技术介绍
目前，在电源
，负载短路、故障过流等情况下常常会引起电路中一些元器件流过大电流，特别是功率管，如果不采取相应的保护预防措施，可能会导致关键器件的烧毁，甚至是整个电路板损坏使电源无法正常工作。过流保护电路就是一种在此种情况下保护整个电路使其不受损坏的电路。在通常电源产品的应用场合中，功率开关管是过流保护的主要对象，目前传统的解决方案主要有以下几种:方法一是在后级逆变输出进行电流检测，控制电路根据负载电流值来控制功率管通断，来达到过流保护的作用。此种过流方式的缺陷是：过流检测回路须分为正、负半周分别检测再合并或使用整流电路，整流后再进行信号的比对，设计电路复杂；另外，由于在逆变输出端的LC滤波电路有大电容的存在，导致检测保护后回复时间严重延迟，不能及时检测到过流，容易导致器件烧毁。方法二是在逆变级DC/AC的前级AC/DC的交流母线上检测电流，控制电路根据前级母线电流大小来控制功率管通断，来实现保护。如专利申请号CN201010584800.4，一种正弦逆变器的双重过流保护电路，其揭示的前级母线电流检测，是在前级整流桥的交流母线上通过互感器及整流桥整流检测电流，实现前级母线电流的检测，其缺陷是需要通过互感器将大电流转化成小电流支路再通过整流电路，整流电路连接检测电阻，设计电路复杂。方案三是通过设置分压电阻来对直流母线高压进行取样分析，来判断电路是否出现短路或过流故障来实现保护。通过采样分析后来实现动作，保护动作执行速度慢。专利技术内容本专利技术的目的在于克服现有技术缺陷，提供一种具有过流保护的电源装置，通过简单的结构改造，实现及时的过流检测及保护。本专利技术采用如下技术方案：一种具有过流保护的电源装置，包括DC/AC功率变换电路、电流检出电路、基准电路及比较电路，其特征在于：所述DC/AC功率变换电路的DC侧直流母线上设置电流检测元件，所述电流检出电路通过所述电流检测元件检测流过所述直流母线上的电流，基准电路产生一基准电压，电流检出电路与基准电路的输出端分别连接到比较电路的输入端，比较电路输出过流控制信号到PWM控制驱动电路，控制DC/AC功率变换电路的功率管。有益效果本专利技术利用设置在DC/AC功率变换电路DC侧直流母线上的检测电阻进行过流检测，可以避免在逆变输出端检测时，由于LC滤波电路造成的检测延时，以及DC/AC功率变换电路上下背晶体误动作造成过流无法被检测的问题。并且，由于DC/AC功率变换电路DC侧直流母线电流的对称性，无论DC/AC输出侧的电流方向如何，只要DC/AC供应能量到负载端，直流侧母线上的有效电流均为一个方向，因此过流检测不须分为正、负半周再合并或整流后再进行比较，大大简化了电路，提高了检测效率。同时，本专利技术检测DC/AC本级直流母线上的电流，而有别有传统的检测其前级AC/DC的交流母线上电流，避免了互感器及小电流信号整流电路的设计，简化了电路。由于电流检出的侦测电路在DC/AC的DC侧，避开因输出滤波LC所造成的检测时间延迟，因此，电路侦测带宽可提高至切换频的10倍频，有效的提升保护电路的侦测及保护的速度。附图说明图1是本专利技术具有过流保护的电源装置示意框图；图2是本专利技术过流检测电路等效模型图；图3是正1/4周期，全桥DC/AC功率管、直流侧及逆变侧电流波形图；图4是负3/4周期全桥DC/AC功率管、直流侧和逆变侧电流波形图；图5是直流侧电流iIN及参考电压Vref的波形图；图6是电流检出放大滤波及偏置电路；图7是加偏置电路检测电流波形图；图8是用于产生比较准位的基准电路图。具体实施方式如图1为本专利技术具有过流保护的电源装置示意框图电源装置包括功率变换DC/AC全桥电路1、LC滤波电路2、电流检出电路3比较电路6及PWM控制驱动电路。电源输出电流Io到负载。在功率变换DC/AC全桥电路1DC侧的直流母线GND-I上串接过流检测电阻Rs，电流检出电路3利用检测电阻Rs检测流过直流母线GND-I上的电流，通过信号放大及RC高频滤波后，输出电压到比较电路6，与基准电路5产生的基准电压比较后输出对PWM控制驱动电路的控制信号，控制功率管的通断。本实施例中采用检测电阻，在其他实施例中也可以采用霍尔电流传感器。图2是本专利技术过流检测电路等效模型图。DC/AC逆变全桥DC侧直流母线上设有检测电阻Rs用于检测直流母线上的电流iIN，DC/AC逆变全桥输出侧连接LC滤波电路及负载，LC滤波电路上的电感电流iL及负载电流iOUT可以为交流或直流。流过DC/AC直流母线上检测电阻的iIN电流，无论DC/AC输出为交流或直流，只要DC/AC供应能量到负载端，直流侧母线上的iIN有效电流即为所设定的方向。图3是正1/4周期，全桥DC/AC功率管、直流侧及逆变侧电流波形图。在正半周，图中仅示出在正1/4周期，参考电压Vref位于三角载波幅值的0.5至1之间，功率管Q1、Q3和Q2、Q4于参考电压Vref和三角载波的交点处交替导通，逆变输出侧电感电流iL方向为正向，电流正向逐渐增大，直流侧电流iIN波形为功率管Q1、Q3和Q2、Q4电流波形iQ1、iQ3及电流波形iQ2、iQ4的叠和。图4是负3/4周期全桥DC/AC功率管、直流侧和逆变侧电流波形图；在负半周，图中仅示出在负3/4周期，参考电压Vref位于三角载波幅值的0至0.5之间，功率管Q1、Q3和Q2、Q4于参考电压Vref和三角载波的交点处交替导通，逆变输出侧电感电流iL方向为负向，电流负向逐渐增大，直流侧电流iIN波形仍然为功率管Q1、Q3和Q2、Q4电流波形iQ1、iQ3及电流波形iQ2、iQ4的叠和。图5是直流侧电流iIN及参考电压Vref的波形图；直流侧电流iIN的示波器波形无论在参考电压Vref的正半周还是负半周都是一样的，呈梭形。由图3、图4、图5可以看出，全桥DC/AC输出侧的电感电流iL的方向在周期内是正向、反向变化的，传统DC/AC过流保护，都是针对输出到负载的电流即检测流过电感的电流iL进行检测、比对，进而产生保护信号，因此既要检测正向的也要检测反向的，电路设计复杂；本专利技术检测全桥DC/AC直流侧母线上的电流iIN，全桥DC/AC直流侧母线上的电流iIN无论全桥DC/AC输出侧的电流方向如何，其波形都是一样的，（在图3和图4的iIN可以看出振幅高度即为输出电电流的峰值，而正半周能量也是大于负半周能量，因此不论正、负半周均为能量输出，可以利用此电流作为过流检测），因此本方案便是针对DC/AC的输入电流iIN进行检测，去映像输出的电流，此方式不但可以直接检测到待保护组件（SiCMOSFET）输出过流状态，同时可以检测到上下背晶体误动作造成的过流。再则，因输入电流不论在DC/AC输出是正半周或负半周电流都是对称的，因此过流检测回路不须分为正、负半周分别检测再合并或使用整流电路整流后再进行信号的比对，大大简化了电路结构。本专利技术过流保护的各部分电路及原理详述如下：如图6是电流检出放大滤波及偏置电路。LC滤波电路2由被动组件LC所组合而成，LC滤波电路2将由DC/AC全桥1送出的电压PWM波形滤波成设定的输出波形，而电流检本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种具有过流保护的电源装置，包括DC/AC功率变换电路、电流检出电路、基准电路及比较电路，其特征在于：所述DC/AC功率变换电路的DC侧直流母线上设置电流检测元件，所述电流检出电路通过所述电流检测元件检测流过所述直流母线上的电流，基准电路产生一基准电压，电流检出电路与基准电路的输出端分别连接到比较电路的输入端，比较电路输出过流控制信号到PWM控制驱动电路，控制DC/AC功率变换电路的功率管。

【技术特征摘要】
1.一种具有过流保护的电源装置，包括DC/AC功率变换电路、电流检出电路、基准电路及比较电路，其特征在于：所述DC/AC功率变换电路的DC侧直流母线上设置电流检测元件，所述电流检出电路通过所述电流检测元件检测流过所述直流母线上的电流，基准电路产生一基准电压，电流检出电路与基准电路的输出端分别连接到比较电路的输入端，比较电路输出过流控制信号到PWM控制驱动电路，控制DC/AC功率变换电路的功率管。2.如权利要求1所述的电源装置，其特征在于：所述电流检测元件为检测电阻，所述检测电阻的两端分别连接至电流检出电路的放大器的正、反向输入端，所述放大器的反向输入端和输出端之...

【专利技术属性】
技术研发人员：不公告发明人，
申请(专利权)人：江苏凯创电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32