一种桥臂直通保护电路及整流电路制造技术

本发明专利技术涉及一种桥臂直通保护电路，其中桥臂电路由ＤＣＤＣ控制单元发出的开关控制信号驱动，所述保护电路包括：电流采样单元、判断单元和执行单元；所述电流采样单元输入端与桥臂电路相连，用于对桥臂电流进行采样；所述判断单元输入端与电流采样单元输出端相连，用于对采样的桥臂电流进行判断并在所述桥臂电流过流时输出过流保护信号；所述执行单元输入端与所述判断单元输出端相连，用于对过流保护信号进行升压后输出给ＤＣＤＣ控制单元的使能端，以关闭ＤＣＤＣ控制单元。本发明专利技术还提供了一种采用该桥臂直通保护电路的整流电路。实施本发明专利技术的电路能够在桥臂电路发生直通时，有效地关闭ＤＣＤＣ控制单元，从而对桥臂电路进行保护。

Bridge arm through protection circuit and rectifier circuit

The invention relates to a bridge arm protection circuit, wherein the bridge arm circuit controlled by DCDC switch unit sends the control signal to drive, the protection circuit comprises a current sampling unit, a judging unit and execution unit; the current sampling unit input and the bridge circuit is connected, used for sampling of the bridge arm current; the judgment unit input end and the output end is connected to the current sampling unit, used to judge the bridge arm current sampling and the bridge arm current output over-current protection signal; the execution unit input and the judging unit is connected to the output end, used for overcurrent protection signal voltage output to the DCDC control unit enables the end to close the DCDC control unit. The invention also provides a rectifying circuit adopting the bridge arm through protection circuit. The circuit of the present invention can effectively shut off the DCDC control unit when the bridge arm circuit is in direct pass so as to protect the bridge arm circuit.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电子
，更具体地说，涉及一种桥臂直通保护电路及采用该保 护电路的整流电路。
技术介绍
全桥电路或半桥电路由于其电路构成的特点而存在桥臂直通的风险。造成桥臂直 通的原因多样，但后果往往较为严重。不管由于什么原因导致的一边桥臂的直通，此时都将 形成母线电容的直接短路。例如，Ius的直通电流就有可能烧毁桥臂电路中的开关管。该直 通电流的大小由前级提供能量的电容容量而定。假如电容容量为940uF，短路Ius形成的电 流将高达181A。请参阅图1，为模拟桥臂直通产生的短路电流示意图。为了便于观察，图1为示 波器采集的波形图，图中第三通道CH3为桥臂直通产生的短路电流的波形。如图1所示， 可以看出在仅直通400ns时，电流便从OA增长到了 179A，可以计算电流的增长速率达到 447. 5A/us。因此，如果直通lus，电流将增长到447. 5A左右，该数值电流足以烧毁开关管。由此可见，桥臂直通产生的短路电流将对开关管和后续电路造成严重影响。现有 技术中通常着重于减少和预防直通的发生，但是全桥电路或半桥电路的拓扑决定了一定存 在直通的可能。故而从预防和减少的角度来对桥臂电路进行处理较为被动，不能全面有效 地对桥臂电路中元件及后续电路进行保护。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题在于，针对现有桥臂电路在发生桥臂直通后会损坏电路 元件的缺陷，提供一种桥臂直通保护电路及采用该保护电路的整流电路。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是构造一种桥臂直通保护电路，用于 监测桥臂电流，在桥臂电流过流时产生保护信号以关闭驱动桥臂中开关管工作的DCDC单 元，该电路的响应速度短于桥臂直通电流上升至危及开关管安全大小的时间。本专利技术提供了一种桥臂直通保护电路，其中桥臂电路由DCDC控制单元发出的开 关控制信号驱动，其特征在于，所述保护电路包括电流采样单元、判断单元和执行单元；所述电流采样单元输入端与桥臂电路相连，用于对桥臂电流进行采样；所述判断单元输入端与电流采样单元输出端相连，用于对采样的桥臂电流进行判 断并在所述桥臂电流过流时输出过流保护信号；所述执行单元输入端与所述判断单元输出端相连，用于对过流保护信号进行升压 后输出给DCDC控制单元的使能端，以关闭DCDC控制单元。 在本专利技术所述的桥臂直通保护电路中，所述保护电路还包括解锁单元，所述解锁 单元输入端与所述判断单元输出端相连，用于接收过流保护信号以控制DCDC控制单元的 开启或关闭。 在本专利技术所述的桥臂直通保护电路中，所述解锁单元在接收过流保护信号后在设定的第一时间段后发出解锁信号给所述执行单元，使执行单元停止向DCDC控制单元输出 过流保护信号，随后在设定的第二时间段后发出DCDC启动信号给所述DCDC控制单元的使 能端以开启所述DCDC控制单元。在本专利技术所述的桥臂直通保护电路中，所述电流采样单元至少包括电流互感器和 隔离变压器；所述电流互感器的原边侧串联在所述桥臂电路中，所述电流互感器的副边侧 与隔离变压器的原边侧相连，所述隔离变压器的副边侧两端之间连有并联的第一电阻和第 一电容，所述隔离变压器的副边侧第一端与第一二极管的阳极相连，第一二极管的阴极通 过并联的第二电阻、第三电阻和第四电阻连接到隔离变压器的副边侧第二端，第一二极管 的阴极还通过第五电阻连接至电流采样单元的输出端，电流采样单元的输出端通过并联的 第六电阻和第二电容与隔离变压器的副边侧第二端相连。在本专利技术所述的桥臂直通保护电路中，所述判断单元至少包括比较器；所述判断 单元的输入端通过正向的第二二极管连接到高电平，该判断单元的输入端同时通过反向的 第三二极管接地；所述判断单元的输入端与比较器的同向输入端相连，比较器的反向输入 端通过并联的第十电阻和第三电容接地，且比较器的反向输入端通过第九电阻连至高电 平；比较器的同向输入端通过串联的反向的第四二极管和第七电阻与比较器的输出端相 连，比较器的输出端通过第八电阻连接至高电平，且所述比较器的输出端作为判断单元的 输出端。在本专利技术所述的桥臂直通保护电路中，所述执行单元至少包括第一开关管和第二 开关管，执行单元的输入端依次通过串联的第十二电阻和第十五电阻接地，且第十二电阻 和第十五电阻之间的节点与所述第一开关管的基极相连，第一开关管的集电极通过第十一 电阻连至高电平，第一开关管的发射极通过第十八电阻连至执行单元的输出端；所述第一 开关管的基极与发射极之间连有第十六电阻，所述第一开关管的发射极通过第十七电阻接 地；执行单元的输入端还与第二开关管的集电极相连，第二开关管的发射极接地，第 二开关管的基极通过第十四电阻连至解锁单元以接收解锁信号，第二开关管的基极还通过 并联的第十三电阻和第四电容接地。本专利技术还提供了一种整流电路，包括上述的桥臂直通保护电路。实施本专利技术的桥臂直通保护电路，具有以下有益效果本专利技术通过设置保护电路 能够在桥臂电路发生桥臂直通后关闭DCDC单元，且该动作的时间小于桥臂异常电流升高 至开关管安全极限值的时间，从而保护桥臂电路中的开关管；同时本专利技术的电路在检测到 过流的同时通知解锁单元，在设定时间后解除锁定并开启DCDC单元，使桥臂电路正常工 作；本专利技术提供的采用该保护电路的整流电路也能够对桥臂电路元件及后续电路进行有效 保护。附图说明下面将结合附图及实施例对本专利技术作进一步说明，附图中图1是模拟桥臂直通产生的短路电流示意图；图2是本专利技术优选实施例中桥臂直通保护电路的模块示意图；图3是本专利技术优选实施例中桥臂直通保护电路的电路原理图4是本专利技术优选实施例中桥臂电路的原理图；图5是本专利技术优选实施例中电流采样单元的电路原理图；图6是本专利技术优选实施例中判断单元的电路原理图；图7是本专利技术优选实施例中执行单元的电路原理图；图8是本专利技术优选实施例中桥臂电路的波形示意图。具体实施例方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对 本专利技术进行进一步详细说明。请参阅图2，为本专利技术优选实施例中桥臂直通保护电路的模块示意图。如图2所 示，桥臂电路500中的开关管是由DCDC控制单元600发出的开关控制信号所驱动。因此， 本专利技术的桥臂直通保护电路的主要目的在于在桥臂电路500发生直通后，在短路电流升 至开关管的安全电流之前关闭DCDC控制单元600，从而对桥臂电路500中的开关管进行保 护。因此，本专利技术采用了电流采样单元100、判断单元200和执行单元300构成桥臂直 通保护电路来实现上述动作。其中，电流采样单元100输入端与桥臂电路500相连，用于对桥臂电流进行采样。 随后采用判断单元200与电流采样单元100输出端相连，对采样的桥臂电流进行判断并在 桥臂电流过流时输出过流保护信号。在判断桥臂电流过流后，需要采用执行单元300来产 生动作信号控制DCDC控制单元600关闭。故而将执行单元300的输入端与判断单元200 输出端相连，并在对过流保护信号进行升压后输出给DCDC控制单元600的使能端，来关闭 D⑶C控制单元600。通过上述模块设置，只需控制电路的延迟响应时间在一定范围内，便能在短路电 流升至开关管的安全电流之前，关断工作电路，保护开关管及电路安全。由于上述保护电路采用的是闭锁设计，一旦过流发生，则保护信号将持续有效， DC本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种桥臂直通保护电路，其中桥臂电路（５００）由ＤＣＤＣ控制单元（６００）发出的开关控制信号驱动，其特征在于，所述保护电路包括：电流采样单元（１００）、判断单元（２００）和执行单元（３００）；所述电流采样单元（１００）输入端与桥臂电路（５００）相连，用于对桥臂电流进行采样；所述判断单元（２００）输入端与电流采样单元（１００）输出端相连，用于对采样的桥臂电流进行判断并在所述桥臂电流过流时输出过流保护信号；所述执行单元（３００）输入端与所述判断单元（２００）输出端相连，用于对过流保护信号进行升压后输出给ＤＣＤＣ控制单元（６００）的使能端，以关闭ＤＣＤＣ控制单元（６００）。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：黄晶晶，朱春辉，
申请(专利权)人：艾默生网络能源系统北美公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]