【技术实现步骤摘要】
本申请涉及高压电源制造，尤其涉及一种直流高压电源短路保护装置和方法。
技术介绍
1、电力电子技术、微处理器技术、新材料技术等领域的突破和电力系统的实际需求驱动着直流高压电源的快速发展。在直流高压电源的运行过程中，可能出现因真空环境或高电位绝缘条件被瞬时破坏而导致负载回路对地电位瞬间短路放电(又称打火)现象，即负载回路中出现极短瞬间的短路冲击电流。这会造成对直流高压电源的高电位输出回路中的元器件的瞬时过电流冲击，可能随机导致元器件的损坏，甚至可能造成直流高压电源的绝缘性能降低或损坏。因此需要进行短路保护。
2、现有的短路保护措施为：从直流高压电源的输出回路中获得电流采反馈信号，闭环控制并限制输出电流增大或进行保护性关断。该措施的信号回路长，需要一定的响应时间，对于极短瞬间的短路冲击电流，无法确保在电流峰值到来前限制电流，无法确保不遗漏对极短瞬间电流峰值的限制,不能完全避免高压电源因受短路放电冲击而造成的故障和损坏。因此，亟需一种方法以快速限制回路中出现的极短瞬间的短路冲击电流，保护直流高压电源的元器件。
技术实现思路
1、有鉴于此，本申请提供一种直流高压电源短路保护装置和方法，用以快速限制回路中出现的极短瞬间的短路冲击电流，保护直流高压电源的元器件。
2、具体地，本申请是通过如下技术方案实现的：
3、本申请第一方面提供一种直流高压电源短路保护装置，所述直流高压电源短路保护装置至少包括处理器、保护模块、采样模块和比较模块，所述保护模块、所述采样模块和
4、所述保护模块，用于在所述直流高压电源短路保护装置发生短路时断开连接，以保护整个电路，所述保护模块至少包括保护使能端，所述保护使能端用于接收所述比较模块输出的使能信号，控制所述保护模块断开或连接；
5、所述采样模块至少包括采样电路和负载，所述采样电路和所述负载并联连接，所述采样电路用于采集所述负载的电压并输入到比较模块中，所述采样模块的输入端与电源信号连接，所述采样模块的输出端与比较模块连接；
6、所述比较模块，用于比较阈值与采集模块输出的电压，输出所述使能信号，以控制所述直流高压电源短路保护装置的通断，所述比较模块至少包括第一比较输入端和第二比较输入端，所述第一比较输入端与采样模块的输出端连接、所述第二比较输入端用于输入所述阈值；其中，所述处理器根据所述直流高压电源的大小计算所述阈值；
7、当所述负载发生短路时，所述采集模块采集短路的电压变化，与所述处理器计算输出的所述阈值比较，输出断开使能信号至所述保护电路，控制所述保护电路断开，使得所述直流高压电源与所连电路断开连接。
8、可选的，所述采样电路包括多个串联的取样电阻和电流阻隔器；其中，
9、所述多个串联的取样电阻，用于采集所述负载的电压，所述多个串联的取样电阻中的部分取样电阻与所述电流阻隔器并联；
10、所述电流阻隔器，用于阻隔直流电源，所述电流阻隔器的输入端与所述多个取样电阻中除部分取样电阻外的取样电阻的输出端连接，所述电流阻隔器的输出端与比较模块的输入端连接。
11、可选的，所述保护模块包括开关电路和功率管；其中，
12、所述开关电路，用于根据比较模块输出的使能信号，控制所述直流高压电源短路保护装置的通断，所述开关电路的输出端与功率管的输入端连接；
13、所述功率管，用于放大直流电源的信号功率，使其能够驱动更大的负载，所述功率管的输入端与开关电路的输出端连接，所述功率管的输出端与负载模块的输入端连接。
14、可选的，所述直流高压电源短路保护装置还包括反向模块；其中，
15、所述反向模块，用于改变处理器计算获得的阈值信号的极性，得到阈值，所述反向模块的输入端与处理器连接，所述反向模块的输出端与比较模块连接。
16、可选的，所述反向模块包括模数转换器、数字模拟转化器和比较器；其中，
17、所述模数转化器，用于监控采样模块以及数字模拟转化器输出的电压，所述模数转化器的输出端与采样模块的输出端、以及数字模拟转化器的输出端连接；
18、所述数字模拟转化器，用于将连续的数字信号转化为阈值信号，所述数字模拟转化器的输出端与比较器的输入端连接；
19、所述比较器，用于改变所述处理器计算获得的阈值信号的极性，获得所述阈值，所述比较器的输出端与比较模块的输入端连接。
20、可选的，所述直流高压电源短路保护装置还包括转换模块；其中，
21、所述转换模块，用于将交流信号转换为直流信号，所述转换模块至少包括转换电路，转换模块的输入端与电源信号连接，转换模块的输出端与保护模块连接。
22、可选的，所述转换模块包括变压器、第一二极管、第二二极管和第一电容器，所述转换模块与所述负载并联连接；其中，
23、所述变压器，用于改变交流电源的电压，所述变压器的第一输出端、第二输出端分别经第一二极管、第二二极管与所述第一电容器并联连接；
24、所述第一二极管、所述第二二极管，用于将交流电源转换为直流电源；
25、所述第一电容器，用于维持电压的稳定，将稳定后的电压输出至所述负载。
26、可选的，当所述负载正常工作时，采样模块采集第一电压值，所述第一电压值为正值，且所述第一电压值大于所述阈值；经过比较模块后输出连通使能信号，所述连通使能信号为高电平信号，所述直流高压电源短路保护装置正常工作。
27、可选的，当所述负载短路时，采样模块采集第二电压值，所述第二电压值为负值，且所述第二电压值小于所述阈值；经过比较模块后输出断开使能信号，所述断开使能信号为低电平信号，所述直流高压电源短路保护装置断开连接，以保护整个电路。
28、本申请第二方面提供一种直流高压电源短路保护方法，所述直流高压电源短路保护方法应用于直流高压电源短路保护装置，所述直流高压电源短路保护装置至少包括处理器、保护模块、采样模块和比较模块，所述保护模块、所述采样模块和所述比较模块依序串联连接；所述方法包括：
29、根据直流高压电源的大小计算阈值；其中，阈值为所述直流高压电源短路保护装置中比较模块的第二比较输入端；
30、检测出所述直流高压电源短路保护装置在供电后负载处的电压；
31、将所述阈值与所述直流高压电源短路保护装置在供电后负载处的电压输入到所述直流高压电源短路保护装置的比较模块中；
32、根据所述比较模块输出的使能信号，控制所述直流高压电源短路保护装置的通断。
33、本申请提供的直流高压电源短路保护装置和方法，所述直流高压电源短路保护装置至少包括处理器、保护模块、采样模块和比较模块；所述保护模块、所述采样模块和所述比较模块依序串联连接；其中，所述保护模块，用于在所述直流高压电源短路保护装置发生短路时断开连接，以保护整个电路，所述保护模块至少包括保护使能端，所述保护本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种直流高压电源短路保护装置，其特征在于，所述直流高压电源短路保护装置至少包括处理器、保护模块、采样模块和比较模块，所述保护模块、所述采样模块和所述比较模块依序串联连接；其中，
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述采样电路包括多个串联的取样电阻和电流阻隔器；其中，
3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述保护模块包括开关电路和功率管；其中，
4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述直流高压电源短路保护装置还包括反向模块；其中，
5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述反向模块包括模数转换器、数字模拟转化器和比较器；其中，
6.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述直流高压电源短路保护装置还包括转换模块；其中，
7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述转换模块包括变压器、第一二极管、第二二极管和第一电容器，所述转换模块与所述负载并联连接；其中，
8.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，当所述负载正常工作时，采样模块采集第一电压值，所述第一电压值为正值，且所
9.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，当所述负载短路时，采样模块采集第二电压值，所述第二电压值为负值，且所述第二电压值小于所述阈值；经过比较模块后输出断开使能信号，所述断开使能信号为低电平信号，所述直流高压电源短路保护装置断开连接，以保护整个电路。
10.一种直流高压电源短路保护方法，其特征在于，所述直流高压电源短路保护方法应用于直流高压电源短路保护装置，所述直流高压电源短路保护装置至少包括处理器、保护模块、采样模块和比较模块，所述保护模块、所述采样模块和所述比较模块依序串联连接；所述方法包括：
...【技术特征摘要】
1.一种直流高压电源短路保护装置，其特征在于，所述直流高压电源短路保护装置至少包括处理器、保护模块、采样模块和比较模块，所述保护模块、所述采样模块和所述比较模块依序串联连接；其中，
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述采样电路包括多个串联的取样电阻和电流阻隔器；其中，
3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述保护模块包括开关电路和功率管；其中，
4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述直流高压电源短路保护装置还包括反向模块；其中，
5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述反向模块包括模数转换器、数字模拟转化器和比较器；其中，
6.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述直流高压电源短路保护装置还包括转换模块；其中，
7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述转换模块包括变压器、第一二极管、第二二极管和第一电容器...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈岩，江海，李学先，王非，尹政，侯静，刘赞，吴晓洁，徐赞京，范林霞，
申请(专利权)人：北京机械工业自动化研究所有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。