短路保护装置及变换装置制造方法及图纸

本申请提供了一种短路保护装置，包括第一开关、第二开关和保护组件。第一开关包括第一开关的第一端和第一开关的第二端。第二开关包括第二开关的第一端和第二开关的第二端。第一开关的第一端耦接于变换器的输出电容的正端。第一开关的第二端耦接于变换器的第一直流输出端。第一开关的第二端连接第二开关的第一端。第二开关的第二端耦接于变换器的输出电容的负端和变换器的第二直流输出端之间。保护组件连接第一开关的第一端和第一开关的第二端，用于根据第一开关的第一端与第一开关的第二端之间的电压产生短路保护信号，控制第一开关关断。本申请还提供了一种变换装置。本申请能够在尽量不损耗功率的情况下保护电路的安全。

Short Circuit Protection Device and Conversion Device

【技术实现步骤摘要】
短路保护装置及变换装置
本申请涉及电力电子变换装置
，特别是涉及电力电子变换器的短路保护装置。
技术介绍
在大功率的AC/DC(交流/直流)或DC/DC(直流/直流)应用场合中，从AC到DC或从DC到DC往往是具有PFC(PowerFactorCorrection，功率因数校正)功能的升压特性电路。例如三相半桥电路，三电平DPNC(Dtypeneutralpointclamped，D型中性点箝位)电路，三电平TNPC(Ttypeneutralpointclamped，T型中性点箝位)电路等等。一种情况是当DC位于外部端口时，由于上述电路大多工作在不控整流的状态，本身不具有短路保护能力，其后果是极易导致炸机发生。另一种情况，当DC端具有电压源特性，例如储能应用中DC端连接电池，当电网AC端电压突然增大(电网操作过电压，高穿等情况)，也会造成大电流冲击，损坏电路。参考小功率DC/DC电源的传统做法，即在电路的主回路中增加电阻元器件，依据电阻两端的电压判断是否发生短路或过流故障，进而关断电路中的开关器件。但这种做法存在的弊端是串联在主回路中的电阻上始终存在一定的功率损耗，特别是在低压大功率场合，由于主回路中的电流较大，电阻上的功率损耗将显著增加，导致系统效率降低。
技术实现思路
基于此，有必要针对现有短路保护装置存在较大功率损耗的问题，提供一种功率损耗较小的短路保护装置以及具有短路保护功能的变换装置。为实现上述目的，本技术公开了一种短路保护装置，应用于具有输出电容的变换器，所述装置包括：开关组件，包括第一开关和第二开关，所述第一开关包括第一开关的第一端和第一开关的第二端，所述第二开关包括第二开关的第一端和第二开关的第二端，所述第一开关的第一端耦接于所述输出电容的正端，所述第一开关的第二端耦接于所述变换器的第一直流输出端，所述第一开关的第二端连接所述第二开关的第一端，所述第二开关的第二端耦接于所述输出电容的负端和所述变换器的第二直流输出端之间；以及保护组件，分别与所述第一开关的第一端和所述第一开关的第二端耦接，用以根据所述第一开关的第一端和所述第一开关的第二端之间的电压产生短路保护信号，并根据所述短路保护信号控制所述第一开关关断。在其中一个实施例中，所述保护组件包括：检测器件，与所述第一开关的第一端和所述第一开关的第二端耦接，用以检测所述第一开关的第一端和所述第一开关的第二端之间的电压，并输出检测电压；比较器件，与所述检测器件耦接，所述比较器件接收所述检测电压，并将所述检测电压与预设电压进行比较，其中当所述检测电压大于所述预设电压时，所述比较器件输出故障信号；以及保护器件，与所述比较器件耦接，所述保护器件接收并根据所述故障信号产生短路保护信号，用以控制所述第一开关关断。在其中一个实施例中，所述第一开关和所述第二开关均为绝缘栅双极晶体管或金氧半场效晶体管。在其中一个实施例中，所述第一开关为绝缘栅双极晶体管或金氧半场效晶体管，所述第二开关为二极管。在其中一个实施例中，所述开关组件还包括：第三开关，包括第三开关的第一端和第三开关的第二端，所述第三开关的第一端连接于所述第一开关的第二端，所述第三开关的第二端耦接于所述变换器的第一直流输出端。一种变换装置，其特征在于，包括具有输出电容的变换器；开关组件，包括第一开关和第二开关，所述第一开关包括第一开关的第一端和第一开关的第二端，所述第二开关包括第二开关的第一端和第二开关的第二端，所述第一开关的第一端耦接于所述输出电容的正端，所述第一开关的第二端耦接于所述变换器的第一直流输出端，所述第一开关的第二端连接所述第二开关的第一端，所述第二开关的第二端耦接于所述输出电容的负端和所述变换器的第二直流输出端之间；以及控制电路，分别与所述第一开关的第一端和所述第一开关的第二端耦接，用以检测所述第一开关的第一端和所述第一开关的第二端之间的电压，当所述电压大于预设电压时，所述控制电路产生短路保护信号和第一关断控制信号，所述短路保护信号用以控制所述第一开关关断,所述第一关断控制信号用以控制所述变换器停止工作。在其中一个实施例中，所述控制电路包括：保护组件，与所述第一开关的第一端和所述第一开关的第二端耦接，所述保护组件用以根据所述第一开关的第一端和所述第一开关的第二端之间的电压产生短路保护信号，控制所述第一开关关断；以及控制器，与所述保护组件电连接，所述控制器接收并根据所述短路保护信号产生第一关断控制信号，用以控制所述变换器停止工作。在其中一个实施例中，所述第一开关和所述第二开关均为绝缘栅双极晶体管或金氧半场效晶体管。在其中一个实施例中，所述第一开关为绝缘栅双极晶体管或金氧半场效晶体管，所述第二开关为二极管。在其中一个实施例中，所述开关组件还包括：第三开关，包括第三开关的第一端和第三开关的第二端，所述第三开关的第一端连接于所述第一开关的第二端，所述第三开关的第二端耦接于所述变换器的第一直流输出端；所述第三开关还与所述控制电路耦接；所述控制电路根据所述短路保护信号产生第二关断控制信号，用以控制所述第三开关关断。在其中一个实施例中，所述变换器为升压电路。与现有技术相比，上述短路保护装置，通过所述开关组件和所述保护组件的配合，当变换器的直流输出回路短路时，所述保护组件检测到所述第一开关的第一端与所述第一开关的第二端之间的电压大于预设电压，所述保护组件控制所述第一开关关断，从而控制所述输出电容和所述变换器的直流输出端之间断开，进而在尽量不损耗功率的情况下保护电路的安全。当短路故障消除后，电路无需更换器件，可重新投入正常工作。附图说明图1为本申请一实施例提供的短路保护装置的结构框图；图2为本申请一实施例提供的短路保护装置的电路示意图一；图3为本申请一实施例提供的短路保护装置的电路示意图二；图4为本申请一实施例提供的短路保护装置的电路示意图三；图5为本申请一实施例提供的变换装置的结构框图；图6为本申请一实施例提供的变换装置的电路示意图一；图7为本申请一实施例提供的变换装置的电路示意图二；图8为本申请一实施例提供的变换装置的电路示意图三。10短路保护装置100开关组件101输出电容110第一开关111第一开关的第一端112第一开关的第二端113绝缘栅双极晶体管或金氧半场效晶体管114二极管120第二开关121第二开关的第一端122第二开关的第二端130第三开关131第三开关的第一端132第三开关的第二端20变换器21第一直流输出端22第二直流输出端23升压电路24boost升压电路200保护组件210检测器件220比较器件230保护器件30控制电路310控制器40变换装置具体实施方式为使本申请的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本申请的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本申请。但是本申请能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本申请内涵的情况下做类似改进，因此本申请不受下面公开的具体实施的限制。需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。除非另有定义，本文所使用本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种短路保护装置，其特征在于，应用于具有输出电容(101)的变换器(20)，所述装置包括：开关组件(100)，包括第一开关(110)和第二开关(120)，所述第一开关(110)包括第一开关的第一端(111)和第一开关的第二端(112)，所述第二开关(120)包括第二开关的第一端(121)和第二开关的第二端(122)，所述第一开关的第一端(111)耦接于所述输出电容(101)的正端，所述第一开关的第二端(112)耦接于所述变换器(20)的第一直流输出端(21)，所述第一开关的第二端(112)连接所述第二开关的第一端(121)，所述第二开关的第二端(122)耦接于所述输出电容(101)的负端和所述变换器(20)的第二直流输出端(22)之间；以及保护组件(200)，分别与所述第一开关的第一端(111)和所述第一开关的第二端(112)耦接，用以根据所述第一开关的第一端(111)和所述第一开关的第二端(112)之间的电压产生短路保护信号，并根据所述短路保护信号控制所述第一开关(110)关断。

【技术特征摘要】
1.一种短路保护装置，其特征在于，应用于具有输出电容(101)的变换器(20)，所述装置包括：开关组件(100)，包括第一开关(110)和第二开关(120)，所述第一开关(110)包括第一开关的第一端(111)和第一开关的第二端(112)，所述第二开关(120)包括第二开关的第一端(121)和第二开关的第二端(122)，所述第一开关的第一端(111)耦接于所述输出电容(101)的正端，所述第一开关的第二端(112)耦接于所述变换器(20)的第一直流输出端(21)，所述第一开关的第二端(112)连接所述第二开关的第一端(121)，所述第二开关的第二端(122)耦接于所述输出电容(101)的负端和所述变换器(20)的第二直流输出端(22)之间；以及保护组件(200)，分别与所述第一开关的第一端(111)和所述第一开关的第二端(112)耦接，用以根据所述第一开关的第一端(111)和所述第一开关的第二端(112)之间的电压产生短路保护信号，并根据所述短路保护信号控制所述第一开关(110)关断。2.根据权利要求1所述的短路保护装置，其特征在于，所述保护组件(200)包括：检测器件(210)，与所述第一开关的第一端(111)和所述第一开关的第二端(112)耦接，用以检测所述第一开关的第一端(111)和所述第一开关的第二端(112)之间的电压，并输出检测电压；比较器件(220)，与所述检测器件(210)耦接，所述比较器件(220)接收所述检测电压，并将所述检测电压与预设电压进行比较，其中当所述检测电压大于所述预设电压时，所述比较器件(220)输出故障信号；以及保护器件(230)，与所述比较器件(220)耦接，所述保护器件(230)接收并根据所述故障信号产生短路保护信号，用以控制所述第一开关(110)关断。3.根据权利要求1所述的短路保护装置，其特征在于，所述第一开关(110)和所述第二开关(120)均为绝缘栅双极晶体管或金氧半场效晶体管(113)。4.根据权利要求1所述的短路保护装置，其特征在于，所述第一开关(110)为绝缘栅双极晶体管或金氧半场效晶体管(113)，所述第二开关(120)为二极管(114)。5.根据权利要求1所述的短路保护装置，其特征在于，所述开关组件(100)还包括：第三开关(130)，包括第三开关的第一端(131)和第三开关的第二端(132)，所述第三开关的第一端(131)连接于所述第一开关的第二端(112)，所述第三开关的第二端(132)耦接于所述变换器(20)的第一直流输出端(21)。6.一种变换装置，其特征在于，包括具有输出电容(101)的变换器(20)；开关组件(100)，包括...

【专利技术属性】
技术研发人员：言超，刘军，陈帅，程威，
申请(专利权)人：台达电子企业管理上海有限公司，
类型：新型
国别省市：上海,31