CN103944369B - 一种具有短脉冲抑制功能的逐波限流方法及装置 - Google Patents
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Abstract
一种具有短脉冲抑制功能的逐波限流的方法,涉及开关电源电流保护技术领域,其目的在于解决逐波限流过程中的短脉冲信号问题。包括步骤:当过流故障发生则开始计时,并判断此时PWM输入信号已经作用的时间tH,如果时间tH大于预定时间Tset1,则封锁驱动信号;如果时间tH小于预定时间Tset1,则延迟封锁驱动信号,延迟为Tdelay1=Tset1-tH;当过流故障信号复位时,并判断过流信号置低到PWM输入信号置低的时间tL,如果大于预定时间Tset2,则放开驱动信号;如果小于预定时间Tset2,则延迟放开驱动信号,延迟为Tdelay2=Tset2-tL。
Description
技术领域
发明涉及开关电源电流保护技术领域,尤其涉及一种具有短脉冲抑制功能的逐波限流方法及装置。
背景技术
逐波限流是一种用于电力电子产品过流保护的技术,与传统的过流保护技术相比,它可以提高电路的效率。目前关于逐波限流技术的研究侧重在多电平拓扑中的保护时序逻辑控制以及限流恢复时如何提高电路效率方面。
逐波限流是开关电源设备中常用的一种过电流保护措施。其最初的设计依据是基于PWM(PulseWidthModulation,脉冲宽度调制)控制信号的数字特性——具有高低电平两种状态。当发生过流时,依靠硬件快速封锁开关管的驱动;当故障消失后,依据PWM的上升沿进行故障复位,开关管可以迅速恢复到正常工作状态。这样就可以严格控制过流保护时间,提高了电路的效率。
常用的逐波限流装置是通过触发器、与非门等逻辑器件来实现的,控制逻辑较为简单。随着新器件和新拓扑的出现,对于逐波限流技术的改进侧重在两方面:
一是针对多电平电路拓扑结构,如何控制各个开关管的导通和关断时序,使得逐波限流作用时不会导致开关管应力不均、避免桥臂直通等。
二是如何提高电路效率,尤其是在过流信号消失后,尽快恢复驱动信号。
通常的逐波限流技术在动作和恢复的时刻,有可能会产生短脉冲,如果不加以处理,将对后级的功率半导体器件产生十分严重的危害,影响器件寿命,甚至直接损坏器件。
发明内容
有效解决逐波限流过程中可能发生的短脉冲信号,保护开关管,提高产品可靠性。
本发明为了实现上述目的采用以下技术方案:
一种具有短脉冲抑制功能的逐波限流的方法,其特征在于包括以下步骤:
当过流故障发生则开始计时,过流信号置高,开始作用逐波限流,
如果此时PWM输入信号为低,则不需要做额外处理,直接封锁驱动信号,
如果PWM输入信号为高,需判断过流信号置高时到PWM输入信号上升沿时所作用的时间tH,
如果时间tH大于预定时间Tset1,则封锁驱动信号;
如果时间tH小于预定时间Tset1,则延迟封锁驱动信号,延迟为Tdelay1=Tset1-tH;
当过流故障信号复位时,过流信号置低,逐波限流结束,如果此时PWM输入信号为低,则不需要做额外处理,直接释放驱动信号,如果此时PWM输入信号为高,并判断过流信号置低时到PWM输入信号置低时所作用的时间tL,
如果大于预定时间Tset2,则放开驱动信号;
如果小于预定时间Tset2,则延迟放开驱动信号,延迟为Tdelay2=Tset2-tL。
上述技术方案中,tH=tr_error-tr_PWM、tL=tf_PWM-tf_error、Tdelay1=Tset1-tH、Tdelay2=Tset2-tL,
PWM输入信号的上升沿时刻tr_PWM,PWM输入信号的下降沿时刻tf_PWM,过流信号的上升沿时刻tr_error,过流信号的下降沿时刻tf_error。
上述技术方案中,PWM输入信号是将PWM参考信号固定延迟h微秒后,即相当于在时间轴上平移了h微秒后得到,PWM参考信号的上升沿时刻tr_ref、下降沿时刻tf_ref,PWM输入信号的上升沿时刻tr_PWM,则有:
复位信号发生在tf_ref之后
因tf_ref已经发生,h微秒后PWM输入信号将关闭,由以下公式求得tL
tf_PWM=h+tf_ref
tL=tf_PWM-tf_error=h-(tf_error-tf_ref);
复位信号发生在tf_ref之前,tr_PWM之后
此时PWM输入信号将继续维持高电平至少h微秒,释放封锁信号,不会造成短脉冲。
上述技术方案中,所述的预定时间Tset1为820纳秒,预定时间Tset2为600纳秒。
上述技术方案中,所述h微秒为1微秒。
因为本发明采用了以上技术方案所以具备以下有益效果:
一、本发明公开的方法和装置已经应用在新设计的100kVar动态无功功率补偿设备中,效果良好。
二、本发明核心思路是对PWM参考信号加入了固定延时,并以新产生的PWM输入信号进行相应的逻辑判断和处理,克服了,tf_PWM发生在tf_error之后,即过流故障信号复位时,需要预先判断PWM输入信号的下降沿时刻,这对基于时序逻辑的数字电路而言很困难的问题。
三、本发明有效解决逐波限流过程中可能发生的短脉冲信号,保护开关管,提高产品可靠性。
附图说明
图1是本发明的装置原理图
图2是本发明的逻辑判断流程图
图3是PWM输入信号低电平时故障置位及复位时序图
图4是PWM输入信号高电平时故障置位(无短脉冲)时序图
图5是PWM输入信号高电平时故障置位(短脉冲抑制)时序图
图6是PWM输入信号高电平时故障复位(无短脉冲)时序图
图7是PWM输入信号高电平时故障复位(短脉冲抑制)时序图
图8是加入固定延时故障复位情况一(短脉冲抑制)时序图
图9是加入固定延时故障复位情况二时序图
图10是加入固定延时故障复位情况三时序图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步的说明:
当发生过流故障时,过流信号被置高,此时逐波限流开始作用,应当封锁驱动信号。如果此时PWM输入信号为低,则不需要做额外处理,直接封锁,如图3所示。如果此时PWM输入信号为高,则要判断高电平已经持续作用的时间tH,如果大于预定时间1(Tset1),则立即封锁脉冲,如图4所示;如果tH<Tset1,则经过延迟时间1(Tdelay1=Tset1-tH)再封锁脉冲,避免短脉冲的产生,如图5所示。
当过流故障复位时,过流信号被置低,此时逐波限流结束,应当释放驱动信号。如果此时PWM输入信号为低,则不需要做额外处理,直接释放,如图3所示。如果此时PWM输入信号为高,则要判断距离PWM信号下降沿的时间tL,如果大于预定时间2(Tset2),则立即释放脉冲,如图6所示;如果tL<Tset2,则经过延迟时间2(Tdelay2=Tset2-tL)再释放脉冲,避免短脉冲的产生,如图7所示。
在整个过程当中,CPLD需要知道每次PWM输入信号的上升沿时刻tr_PWM和下降沿时刻tf_PWM、过流信号的上升沿(故障)时刻tr_error下降沿时刻tf_error,这样就可以根据下列公式1~4计算出tH和tL:
公式1:tH=tr_error-tr_PWM
公式2:tL=tf_PWM-tf_error
公式3:Tdelay1=Tset1-tH
公式4:Tdelay2=Tset2-tL
其中Tset1=850纳秒,Tset2=600纳秒,
对于公式1,tr_PWM发生在tr_error之前,容易计算得到。公式2中,因为在当过流故障信号复位时需要对tf_PWM和tf_error进行判断,而tf_PWM却发生在tf_error之后,因此要在tf_error之前,或与tf_error之同时判断PWM输入信号的下降沿时刻,这对基于时序逻辑的数字电路而言很困难,需要做变通处理。本发明公开了一种实现此目的的方法,详述如下:
对于每一个从控制器输出的PWM信号(命名为PWM参考信号),均由PWM信号处理单元固定延时1微秒(相当于在时间轴上平移了1微秒),得到一个新的信号(命名为PWM输入信号),输入至CPLD。CPLD分别记录PWM参考信号的上升沿时刻tr_ref和下降沿时刻tf_ref,以及PWM输入信号的上升沿时刻tr_PWM,并根据这三个参数做短脉冲抑制。其中,逐波限流保护的处理方式不变,如图4和图5所示。对于过流信号复位时的处理分为两种情况(仅需处理tf_ref在tr_PWM之后发生情况,因为实际应用中,限于器件水平,PWM参考信号不小于1微秒,一般为几十至几百微秒);
1、复位信号发生在tf_ref之后
此时由于tf_ref已经发生,可以知道1微秒后PWM输入信号将关闭,计算从tf_ref到过流信号的下降沿时刻tf_error的时间,就可以得到PWM输入信号还将持续高电平的作用时间tL,tL按如下公式求得
tf_PWM=h+tf_ref
tL=tf_PWM-tf_error=h-(tf_error-tf_ref);
然后按照公式4做判断处理,如图8和图9所示。
2、复位信号发生在tf_ref之前,tr_PWM之后。
此时PWM输入信号将继续维持高电平至少1微秒,可释放封锁信号,不会造成短脉冲,如图10所示。
实施例1
一种具有短脉冲抑制功能的逐波限流的方法,其特征在于包括以下步骤:
当过流故障发生则开始计时,过流信号置高,开始作用逐波限流,
如果此时PWM输入信号为低,则不需要做额外处理,直接封锁驱动信号,
如果PWM输入信号为高,需判断过流信号置高时到PWM输入信号上升沿时所作用的时间tH,
如果时间tH大于预定时间820纳秒,则封锁驱动信号;
如果时间tH小于预定时间820纳秒,则延迟封锁驱动信号,延迟为Tdelay1=Tset1-tH;
当过流故障信号复位时,过流信号置低,逐波限流结束,如果此时PWM输入信号为低,则不需要做额外处理,直接释放驱动信号,如果此时PWM输入信号为高,并判断过流信号置低时到PWM输入信号置低时所作用的时间tL,
如果大于预定时间600纳秒,则放开驱动信号;
如果小于预定时间600纳秒,则延迟放开驱动信号,延迟为Tdelay2=Tset2-tL。
上述技术方案中,tH=tr_error-tr_PWM、tL=tf_PWM-tf_error、Tdelay1=Tset1-tH、Tdelay2=Tset2-tL,
PWM输入信号的上升沿时刻tr_PWM,PWM输入信号的下降沿时刻tf_PWM,过流信号的上升沿时刻tr_error,过流信号的下降沿时刻tf_error。
上述技术方案中,PWM输入信号是将PWM参考信号固定延迟1微秒后,即相当于在时间轴上平移了1微秒后得到,PWM参考信号的上升沿时刻tr_ref、下降沿时刻tf_ref,PWM输入信号的上升沿时刻tr_PWM,则有:
复位信号发生在tf_ref之后
因tf_ref已经发生,h微秒后PWM输入信号将关闭,由以下公式求得tL
tf_PWM=h+tf_ref
tL=tf_PWM-tf_error=h-(tf_error-tf_ref);
复位信号发生在tf_ref之前,tr_PWM之后
此时PWM输入信号将继续维持高电平至少1微秒,释放封锁信号,不会造成短脉冲。
Claims (5)
1.一种具有短脉冲抑制功能的逐波限流的方法,其特征在于包括以下步骤:
当过流故障发生则开始计时,过流信号置高,开始作用逐波限流,
如果此时PWM输入信号为低,则不需要做额外处理,直接封锁驱动信号,
如果PWM输入信号为高,需判断过流信号置高时到PWM输入信号上升沿时所作用的时间tH,
如果时间tH大于预定时间Tset1,则封锁驱动信号;
如果时间tH小于预定时间Tset1,则延迟封锁驱动信号,延迟为Tdelay1=Tset1-tH;
当过流故障信号复位时,过流信号置低,逐波限流结束,如果此时PWM输入信号为低,则不需要做额外处理,直接释放驱动信号,如果此时PWM输入信号为高,并判断过流信号置低时到PWM输入信号置低时所作用的时间tL,
如果大于预定时间Tset2,则放开驱动信号;
如果小于预定时间Tset2,则延迟放开驱动信号,延迟为Tdelay2=Tset2-tL。
2.根据权利要求1所述的一种具有短脉冲抑制功能的逐波限流的方法,其特征在于,tH=tr_error-tr_PWM、tL=tf_PWM-tf_error、Tdelay1=Tset1-tH、Tdelay2=Tset2-tL,
PWM输入信号的上升沿时刻tr_PWM,PWM输入信号的下降沿时刻tf_PWM,过流信号的上升沿时刻tr_error,过流信号的下降沿时刻tf_error。
3.根据权利要求1或2所述的一种具有短脉冲抑制功能的逐波限流的方法,其特征在于,PWM输入信号是将PWM参考信号固定延迟h微秒后,即相当于在时间轴上平移了h微秒后得到,PWM参考信号的上升沿时刻tr_ref、下降沿时刻tf_ref,PWM输入信号的上升沿时刻tr_PWM,则有:
复位信号发生在tf_ref之后;
因tf_ref已经发生,h微秒后PWM输入信号将关闭,由以下公式求得tL
tf_PWM=h+tf_ref
tL=tf_PWM-tf_error=h-(tf_error-tf_ref);
复位信号发生在tf_ref之前,tr_PWM之后;
此时PWM输入信号将继续维持高电平至少h微秒,释放封锁信号,不会造成短脉冲。
4.根据权利要求1或2所述的一种具有短脉冲抑制功能的逐波限流的方法,其特征在于,所述的预定时间Tset1为820纳秒,预定时间Tset2为600纳秒。
5.根据权利要求3所述的一种具有短脉冲抑制功能的逐波限流的方法,其特征在于,所述h微秒为1微秒。
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Families Citing this family (4)
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---|---|---|---|---|
CN104967299A (zh) * | 2015-05-22 | 2015-10-07 | 赖友源 | 开关频率低导致逐波限流时逆变器故障解决方法 |
CN106773932B (zh) * | 2016-12-06 | 2019-03-08 | 武汉工程大学 | 基于fpga的数字化逐波电流限制***及保护方法 |
CN112510978B (zh) * | 2020-11-24 | 2021-09-17 | 廊坊英博电气有限公司 | 驱动窄脉冲的抑制方法、装置、设备和存储介质 |
CN112653099A (zh) * | 2020-12-22 | 2021-04-13 | 深圳市禾望电气股份有限公司 | 一种基于通用mcu的逐波限流的控制方法及*** |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5467242A (en) * | 1992-06-18 | 1995-11-14 | International Rectifier Corporation | Method and apparatus for short circuit protection of power transistor device |
CN102214987A (zh) * | 2010-04-06 | 2011-10-12 | 大连精拓光电有限公司 | 用于为开关电源变换器提供过流保护的*** |
Family Cites Families (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE19617054C2 (de) * | 1996-04-29 | 2002-05-08 | Semikron Elektronik Gmbh | Überstrom- und Kurzschlußsicherung |
CN101902122B (zh) * | 2010-07-29 | 2014-07-16 | 中兴通讯股份有限公司 | 一种vienna整流器逐波限流保护的方法和装置 |
JP5472247B2 (ja) * | 2011-09-27 | 2014-04-16 | 株式会社デンソー | 電力変換装置 |
CN202550538U (zh) * | 2012-04-01 | 2012-11-21 | 上海市电力公司 | 一种逐周限流保护电能质量控制装置 |
CN102624273B (zh) * | 2012-04-27 | 2014-10-08 | 华为技术有限公司 | 逆变器限流控制方法和装置 |
US9025346B2 (en) * | 2012-09-12 | 2015-05-05 | Excelliance Mos Corporation | Fly-back power converting apparatus |
CN103227558B (zh) * | 2013-03-22 | 2015-03-25 | 华为技术有限公司 | 一种逐波限流方法及装置 |
-
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Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5467242A (en) * | 1992-06-18 | 1995-11-14 | International Rectifier Corporation | Method and apparatus for short circuit protection of power transistor device |
CN102214987A (zh) * | 2010-04-06 | 2011-10-12 | 大连精拓光电有限公司 | 用于为开关电源变换器提供过流保护的*** |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
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