供电电路及用其供电的负载的状态监测方法技术

提供了一种供电电路及用其供电的负载的状态监测方法。根据本公开的实施例，供电电路包括：功率器件，其电流路径连接在第一和第二参考电压之间以在导通时在第一和第二参考电压之间形成电流通道以便向负载供电，该功率器件的控制端子接收通/断控制信号；限流电阻器，连接在所述电流通道中；箝位器件，连接在第一和第二参考电压之一与功率器件的控制端子之间，并具有预定的阈值电压，从而当所述电流通道中的电流增大而使得箝位器件两端的电压超出其预定阈值电压时，箝位器件导通并因此相对于其所连接到的参考电压而将功率器件的基极箝位，其中，功率器件和箝位器件彼此热耦合。根据本公开的实施例，可以可靠地实现电源限流/短路保护。

【技术实现步骤摘要】
供电电路及用其供电的负载的状态监测方法
本公开一般地涉及电力电子技术，更具体地，涉及一种具有改进性能的供电电路及用其供电的负载的状态监测方法。
技术介绍
在变频器中用到风扇。图1示出了通常用于为风扇供电的电路。如图1所示，在该电路中，利用光耦OPP将风扇的控制侧与供电侧相隔离。在控制侧，通过端口FAN_C接收风扇的通/断控制信号。例如，该端口连接至变频器的控制器如单片机(MCU)。通/断控制信号可以控制开关器件T1如三极管的开关，并通过光耦OPP将这种开关状态传递至供电侧，更具体地可以控制开关器件T2如三极管的开关。风扇的一端可以连接至电源电压，而另一端可以连接至端口FAN_C1。端口FAN_C1根据开关器件T2的通断而选择性地连接打到风扇的地电压FGND。于是，可以控制风扇的启停。但是，这种电路无法对风扇运行状态提供检测，而需要人工去判断风扇运行状态。另外，在风扇堵转或短路时不能及时提供保护和告警而可能造成电路损坏。
技术实现思路
有鉴于此，本公开的目的至少部分地在于提供一种具有改进性能的供电电路及用其供电的负载的状态监测方法。根据本公开的一个方面，提供了一种供电电路，包括：功率器件，所述功率器件的电流路径连接在第一参考电压和第二参考电压之间以在所述功率器件导通时在第一参考电压和第二参考电压之间形成电流通道以便向负载供电，所述功率器件的控制端子接收通/断控制信号；限流电阻器，连接在所述电流通道中；箝位器件，连接在第一参考电压和第二参考电压之一与所述功率器件的控制端子之间，所述箝位器件具有预定的阈值电压，从而当所述电流通道中的电流增大而使得所述箝位器件两端的电压超出其预定阈值电压时，所述箝位器件导通并因此相对于其所连接到的参考电压而将所述功率器件的基极箝位，其中，所述功率器件和所述箝位器件彼此热耦合。由于功率器件与箝位器件彼此热耦合，故而在例如由于过载或短路等导致升温的情况下，功率器件随温度的特性变化与箝位器件随温度的特性变化可以至少部分地抵消，从而抑制供电电路的特性变化，例如最大电流的变化。根据本公开的实施例，所述箝位器件和所述功率器件可以在不同的封装中，所述箝位器件的封装还可以包括与所述箝位器件电气隔离的额外引脚，所述额外引脚可以与所述功率器件热耦合以便使得热量能够从所述功率器件传递到所述箝位器件的封装内部。例如，所述额外引脚可以通过导热的导线连接到所述功率器件，特别是其集电极。于是，可以相对容易地实现二者之间的热耦合。根据本公开的实施例，所述箝位器件的封装可以包括两组二极管，其中第一组二极管可以连接在第一参考电压和第二参考电压之一与所述功率器件的控制端子之间作为所述箝位器件，且第二组二极管可以通过所述额外引脚与所述功率器件热耦合。有利地，所述两组二极管可以制造在相同的衬底上。于是，可以利用相同封装内的冗余部件，实现封装内外的热耦合。根据本公开的实施例，所述功率器件可以是P型器件，其发射极可以通过所述限流电阻器连接到第一参考电压，且所述箝位器件可以连接在第一参考电压和所述P形器件的基极之间。P型器件适于将负载的正端连接到电源电压。根据本公开的实施例，所述供电电路还可以包括：电流监测电路，对所述电流通道中的电流进行监测。例如，所述电流监测电路根据所述限流电阻器两端的电压实现对电流的监测。这样，限流电阻器一方面如上所述起到限流作用，另一方面还用作电流监测部件。根据本公开的实施例，所述电流监测电路可以包括运放差分放大器，所述运算放大器的差分输入端接收所述限流电阻器两端的电压，并在其输出端输出与所述电流通道中的电流成比例的电压值。通过运放差分放大器，例如通过设置其增益(放大倍率)，可以相对容易地将限流电阻器两端的电压(反映功率器件中的电流)转换到设定范围(例如，控制器的额定输入电压范围)。根据本公开的实施例，可以在所述通/断控制信号控制所述功率器件导通之后经过预定时间后，开始对电流进行监测。这样，可以避免电路刚开始工作之后的建立时间段中可能出现的不稳定状况。根据本公开的实施例，所述供电电路还可以包括：控制器，其中，在所述电流监测电路监测到电流为异常时，所述控制器通过所述通/断控制信号将所述功率器件关断。这样，可以避免由于异常状况而导致电路损坏。根据本公开的实施例，所述控制器可以在将所述功率器件关断预定时间之后，通过所述通/断控制信号再次导通所述功率器件，且通过电流监测电路再次监测电流，其中，当经过预定次数的关断、再次导通、监测到异常的循环时，所述控制器关断所述供电电路，并发出警报。于是，可以使电路在避免暂时性异常的同时尽可能保持工作状态。根据本公开的实施例，所述负载可以为变频器中的风扇。根据本公开的另一方面，提供了一种变频器，包括：风扇；以及如上所述用于风扇的供电电路。根据本公开的另一方面，提供了一种对使用上述供电电路进行供电的负载进行状态监控的方法，包括：对所述电流通道中的电流进行监测；以及在监测到电流为异常时，通过所述通/断控制信号将所述功率器件关断。根据本公开的实施例，该方法还可以包括：将所述功率器件关断预定时间之后，通过所述通/断控制信号再次导通所述功率器件，且通过电流监测电路再次监测电流；当经过预定次数的关断、再次导通、监测到异常的循环时，关断所述供电电路并发出警报。附图说明通过以下参照附图对本公开实施例的描述，本公开的上述以及其他目的、特征和优点将更为清楚，在附图中：图1示出了通常用于为风扇供电的电路；图2是示出了根据本公开实施例的供电电路的示意电路图。具体实施方式以下，将参照附图来描述本公开的实施例。但是应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本公开的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本公开的概念。在此使用的术语仅仅是为了描述具体实施例，而并非意在限制本公开。这里使用的词语“一”、“一个(种)”和“该”等也应包括“多个”、“多种”的意思，除非上下文另外明确指出。此外，在此使用的术语“包括”、“包含”等表明了所述特征、步骤、操作和/或部件的存在，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、步骤、操作或部件。在此使用的所有术语(包括技术和科学术语)具有本领域技术人员通常所理解的含义，除非另外定义。应注意，这里使用的术语应解释为具有与本说明书的上下文相一致的含义，而不应以理想化或过于刻板的方式来解释。图2是示出了根据本公开实施例的供电电路的示意电路图。如图2所示，根据该实施例的供电电路200包括功率器件T02。通过该功率器件T02，来为负载例如风扇供电。更具体地，功率器件T02的电流路径可以连接在第一参考电压VDD(例如，在变频器应用中为24V)与第二参考电压GND之间。这样，当功率器件T02导通时，可以在第一参考电压VDD与第二参考电压GND之间形成电流通道，并因此可以在输出端口VDD_FAN处向负载供电。在该示例中，以地电压GND作为第二参考电压，但是本公开不限于此。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种供电电路，包括：/n功率器件，所述功率器件的电流路径连接在第一参考电压和第二参考电压之间以在所述功率器件导通时在第一参考电压和第二参考电压之间形成电流通道以便向负载供电，所述功率器件的控制端子接收通/断控制信号；/n限流电阻器，连接在所述电流通道中；/n箝位器件，连接在第一参考电压和第二参考电压之一与所述功率器件的控制端子之间，所述箝位器件具有预定的阈值电压，从而当所述电流通道中的电流增大而使得所述箝位器件两端的电压超出其预定阈值电压时，所述箝位器件导通并因此相对于其所连接到的参考电压而将所述功率器件的基极箝位，/n其中，所述功率器件和所述箝位器件彼此热耦合。/n

【技术特征摘要】
1.一种供电电路，包括：
功率器件，所述功率器件的电流路径连接在第一参考电压和第二参考电压之间以在所述功率器件导通时在第一参考电压和第二参考电压之间形成电流通道以便向负载供电，所述功率器件的控制端子接收通/断控制信号；
限流电阻器，连接在所述电流通道中；
箝位器件，连接在第一参考电压和第二参考电压之一与所述功率器件的控制端子之间，所述箝位器件具有预定的阈值电压，从而当所述电流通道中的电流增大而使得所述箝位器件两端的电压超出其预定阈值电压时，所述箝位器件导通并因此相对于其所连接到的参考电压而将所述功率器件的基极箝位，
其中，所述功率器件和所述箝位器件彼此热耦合。


2.根据权利要求1所述的供电电路，其中，所述箝位器件和所述功率器件在不同的封装中，所述箝位器件的封装还包括与所述箝位器件电气隔离的额外引脚，所述额外引脚与所述功率器件热耦合以便使得热量能够从所述功率器件传递到所述箝位器件的封装内部。


3.根据权利要求2所述的供电电路，其中，所述额外引脚通过导热的导线连接到所述功率器件，特别是其集电极。


4.根据权利要求2或3所述的供电电路，其中，所述箝位器件的封装包括两组二极管，其中第一组二极管连接在第一参考电压和第二参考电压之一与所述功率器件的控制端子之间作为所述箝位器件，且第二组二极管通过所述额外引脚与所述功率器件热耦合。


5.根据权利要求4所述的供电电路，其中，所述两组二极管制造在相同的衬底上。


6.根据权利要求1所述的供电电路，其中，所述功率器件是P型器件，其发射极通过所述限流电阻器连接到第一参考电压，且所述箝位器件连接在第一参考电压和所述P形器件的基极之间。


7.根据权利要求1所述的供电电路，还包括：
电流监测电路，对所述电流通道中的电流进行监测。


8.根据权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨小华，彭胜军，
申请(专利权)人：浙江海利普电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33