直流母线过流保护电路与双向变换器制造技术

本公开提供一种直流母线过流保护电路，耦接于第一直流端和第二直流端之间的直流母线上，直流母线包括正母线以及负母线，包括：主保护支路，串联连接于正母线或负母线上，包含串联连接于第一节点的第一保护开关和第二保护开关；续流开关支路，一端连接于正母线，另一端连接于负母线，两端中的其中一端与第一节点耦接；检测单元，耦接于直流母线，用于对直流母线上的电压或者电流进行实时采样和判断以输出过流检测信号；控制单元，用于根据检测单元提供的过流检测信号控制主保护支路进行开关动作。本公开实施例可以提高过流保护效率和可靠性，降低元件损耗。

【技术实现步骤摘要】
直流母线过流保护电路与双向变换器
本公开涉及电源电路
，具体而言，涉及一种直流母线过流保护电路与双向变换器。
技术介绍
在许多直流电源和逆变器等应用中，在其直流输入端口或输出端口、内部电路或外部负载，都有可能出现短路等故障，为了避免故障的扩大而产生严重后果，必须尽快将故障引起的异常电流与能量从系统中切除。快速熔断器是一种广泛应用的过流与短路保护方式，但是该种方式在实现快速保护时的故障清除电流通常比电路的额定电流大几十倍，容易损坏敏感元件。而对于几倍额定电流的过载，熔断器的保护时间则常常在几秒乃至几十秒以上，也容易造成部分线路或器件的发热损坏。需要说明的是，在上述
技术介绍
部分公开的信息仅用于加强对本公开的背景的理解，因此可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。
技术实现思路
本公开的目的在于提供一种能够实现快速过流检测和电路保护的直流母线过流保护电路与双向变换器，用于至少在一定程度上克服由于相关技术的限制和缺陷而导致的相关技术在进行电路过流检测和保护时容易损坏元件、降低器件使用寿命的问题。根据本公开实施例的第一方面，提供一种直流母线过流保护电路，耦接于第一直流端和第二直流端之间的直流母线上，所述直流母线包括正母线和负母线，所述正母线连接于第一直流正端子和第二直流正端子之间，所述负母线连接于第一直流负端子和第二直流负端子之间，包括：主保护支路，串联于所述正母线或所述负母线上，包含串联连接于第一节点的第一保护开关和第二保护开关；续流开关支路，一端连接于所述正母线，另一端连接于所述负母线，两端中的其中一端与所述第一节点连接；检测单元，耦接于所述直流母线，用于对所述直流母线上的电压或者电流进行实时检测，输出用来表征电路是否发生过流故障的过流检测信号；以及控制单元，耦接于所述检测单元，并根据所述过流检测信号控制所述主保护支路进行开关动作。在本公开的一种示例性实施例中，所述过流检测信号包括标识所述第一直流端发生过流的第一过流信号和标识所述第二直流端发生过流的第二过流信号；所述控制单元用于根据所述第一过流信号控制所述第二保护开关断开，根据所述第二过流信号控制所述第一保护开关断开。在本公开的一种示例性实施例中，所述检测单元耦接于所述第一直流正端子和所述第一直流负端子，检测所述直流母线上第一直流端的电压；或者耦接于所述第二直流正端子和所述第二直流负端子，检测所述直流母线上第二直流端的电压。在本公开的一种示例性实施例中，所述检测单元耦接于所述正母线或者所述负母线，检测所述直流母线的电流。在本公开的一种示例性实施例中，所述检测单元耦接于所述正母线上不同的两个检测位置，或者耦接于所述负母线上不同的两个检测位置，检测所述两个检测位置之间的电压。在本公开的一种示例性实施例中，所述直流母线包括滤波电感，所述两个检测位置分别位于所述滤波电感的前后。在本公开的一种示例性实施例中，当所述滤波电感前后的电压差超过预设正向阈值时，所述检测单元输出所述第二过流信号；或者当所述滤波电感前后的电压差超过预设负向阈值时，所述检测单元输出所述第一过流信号。在本公开的一种示例性实施例中，所述第一保护开关、所述第二保护开关均为IGBT或者均为MOSFET。在本公开的一种示例性实施例中，所述第一保护开关和所述第二保护开关反向串联于所述第一节点。在本公开的一种示例性实施例中，所述控制单元耦接于所述续流开关支路，用于响应所述过流检测信号控制所述续流开关支路导通。在本公开的一种示例性实施例中，所述续流开关支路通过二极管实现，所述二极管的正极耦接于所述负母线，负极耦接于所述正母线。在本公开的一种示例性实施例中，还包括：启动限流电路，并联于所述主保护支路，第一端耦接于所述第一直流端，第二端耦接于所述第二直流端。在本公开的一种示例性实施例中，所述启动限流电路包括串联连接的辅助开关与限流电阻。根据本公开的第二方面，提供一种直流母线过流保护电路，耦接于第一直流端和第二直流端之间的直流母线上，所述直流母线包括正母线和负母线，所述正母线连接于第一直流正端子和第二直流正端子之间，所述负母线连接于第一直流负端子和第二直流负端子之间，包括：主保护支路，串联连接于所述正母线或所述负母线上，包括至少一个保护开关；第一续流开关支路，一端连接于所述正母线，另一端连接于所述负母线，两端中的其中一端耦接于所述主保护支路的第一端；第二续流开关支路，一端连接于所述正母线，另一端连接于所述负母线，两端中的其中一端耦接于所述主保护支路的第二端；检测单元，耦接于所述直流母线，用于对所述直流母线上的电压或者电流进行实时检测，输出用来表征电路是否发生过流故障的过流检测信号；以及控制单元，耦接于所述检测单元，并根据所述过流检测信号控制所述主保护支路进行开关动作。在本公开的一种示例性实施例中，所述过流检测信号包括标识所述第一直流端发生过流的第一过流信号和标识所述第二直流端发生过流的第二过流信号；所述控制单元用于根据所述第一过流信号控制所述第一续流开关支路导通，根据所述第二过流信号控制所述第二续流开关支路导通。在本公开的一种示例性实施例中，所述检测单元耦接于所述第一直流正端子和所述第一直流负端子，检测所述直流母线上第一直流端的电压；或者耦接于所述第二直流正端子和所述第二直流负端子，检测所述直流母线上第二直流端的电压。在本公开的一种示例性实施例中，所述检测单元耦接于所述正母线或者所述负母线，检测所述直流母线的电流。在本公开的一种示例性实施例中，所述检测单元耦接于所述正母线上不同的两个检测位置，或者耦接于所述负母线上不同的两个检测位置，检测所述两个检测位置之间的电压。在本公开的一种示例性实施例中，所述直流母线包括滤波电感，所述两个检测位置分别位于所述滤波电感的前后。在本公开的一种示例性实施例中，当所述滤波电感前后的电压差超过预设正向阈值时，所述检测单元输出所述第二过流信号；或者当所述滤波电感前后的电压差超过预设负向阈值时，所述检测单元输出所述第一过流信号。在本公开的一种示例性实施例中，所述主保护支路包括反向串联的第一保护开关和第二保护开关，所述第一保护开关、所述第二保护开关均为IGBT或者均为MOSFET。在本公开的一种示例性实施例中，所述第一续流开关支路和所述第二续流开关支路均通过二极管实现，所述二极管的正极耦接于所述负母线，负极耦接于所述正母线。在本公开的一种示例性实施例中，还包括：启动限流电路，并联于所述主保护支路，第一端耦接于所述第一直流端，第二端耦接于所述第二直流端。在本公开的一种示例性实施例中，所述启动限流电路包括串联连接的辅助开关与限流电阻。根据本公开的第三方面，提供一种双向变换器，所述双向变换器的输入端或者输出端设置有如上述任意一项所述的直流母线过流保护电路。本公开实施例提供的直流母线过流保护电路，通过在直流母线上设置主保护支路和续流开关支路，以及对直流母线上电压或者电流的检测，可以在检测本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种直流母线过流保护电路，耦接于第一直流端和第二直流端之间的直流母线上，所述直流母线包括正母线和负母线，所述正母线连接于第一直流正端子和第二直流正端子之间，所述负母线连接于第一直流负端子和第二直流负端子之间，其特征在于，包括：/n主保护支路，串联于所述正母线或所述负母线上，包含串联连接于第一节点的第一保护开关和第二保护开关；/n续流开关支路，一端连接于所述正母线，另一端连接于所述负母线，两端中的其中一端与所述第一节点连接；/n检测单元，耦接于所述直流母线，用于对所述直流母线上的电压或者电流进行实时检测，输出用来表征电路是否发生过流故障的过流检测信号；以及/n控制单元，耦接于所述检测单元，并根据所述过流检测信号控制所述主保护支路进行开关动作。/n

【技术特征摘要】
1.一种直流母线过流保护电路，耦接于第一直流端和第二直流端之间的直流母线上，所述直流母线包括正母线和负母线，所述正母线连接于第一直流正端子和第二直流正端子之间，所述负母线连接于第一直流负端子和第二直流负端子之间，其特征在于，包括：
主保护支路，串联于所述正母线或所述负母线上，包含串联连接于第一节点的第一保护开关和第二保护开关；
续流开关支路，一端连接于所述正母线，另一端连接于所述负母线，两端中的其中一端与所述第一节点连接；
检测单元，耦接于所述直流母线，用于对所述直流母线上的电压或者电流进行实时检测，输出用来表征电路是否发生过流故障的过流检测信号；以及
控制单元，耦接于所述检测单元，并根据所述过流检测信号控制所述主保护支路进行开关动作。


2.如权利要求1所述的直流母线过流保护电路，其特征在于，所述过流检测信号包括标识所述第一直流端发生过流的第一过流信号和标识所述第二直流端发生过流的第二过流信号；所述控制单元用于根据所述第一过流信号控制所述第二保护开关断开，根据所述第二过流信号控制所述第一保护开关断开。


3.如权利要求2所述的直流母线过流保护电路，其特征在于，所述检测单元耦接于所述第一直流正端子和所述第一直流负端子，检测所述直流母线上第一直流端的电压；或者耦接于所述第二直流正端子和所述第二直流负端子，检测所述直流母线上第二直流端的电压。


4.如权利要求2所述的直流母线过流保护电路，其特征在于，所述检测单元耦接于所述正母线或者所述负母线，检测所述直流母线的电流。


5.如权利要求2所述的直流母线过流保护电路，其特征在于，所述检测单元耦接于所述正母线上不同的两个检测位置，或者耦接于所述负母线上不同的两个检测位置，检测所述两个检测位置之间的电压。


6.如权利要求5所述的直流母线过流保护电路，其特征在于，所述直流母线包括滤波电感，所述两个检测位置分别位于所述滤波电感的前后。


7.如权利要求6所述的直流母线过流保护电路，其特征在于，当所述滤波电感前后的电压差超过预设正向阈值时，所述检测单元输出所述第二过流信号；或者当所述滤波电感前后的电压差超过预设负向阈值时，所述检测单元输出所述第一过流信号。


8.如权利要求1所述的直流母线过流保护电路，其特征在于，所述第一保护开关、所述第二保护开关均为IGBT或者均为MOSFET。


9.如权利要求8所述的直流母线过流保护电路，其特征在于，所述第一保护开关和所述第二保护开关反向串联于所述第一节点。


10.如权利要求1所述的直流母线过流保护电路，其特征在于，所述控制单元耦接于所述续流开关支路，用于响应所述过流检测信号控制所述续流开关支路导通。


11.如权利要求1所述的直流母线过流保护电路，其特征在于，所述续流开关支路通过二极管实现，所述二极管的正极耦接于所述负母线，负极耦接于所述正母线。


12.如权利要求1所述的直流母线过流保护电路，其特征在于，还包括：
启动限流电路，并联于所述主保护支路，第一端耦接于所述第一直流端，第二端耦接于所述第二直流端。


13.如权利要求12所述的直流母线过流保护电路，其特征在于，所述启动限流电路包括串联连接的辅助开关与限流电阻。


14.一种直流母线过流保...

【专利技术属性】
技术研发人员：沈国桥，章进法，周玉虎，
申请(专利权)人：台达电子企业管理上海有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31