CN112730960B - 一种峰值保护电路 - Google Patents
一种峰值保护电路 Download PDFInfo
- Publication number
- CN112730960B CN112730960B CN202110090703.8A CN202110090703A CN112730960B CN 112730960 B CN112730960 B CN 112730960B CN 202110090703 A CN202110090703 A CN 202110090703A CN 112730960 B CN112730960 B CN 112730960B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- electrically connected
- resistor
- unit
- capacitor
- inverter
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000005070 sampling Methods 0.000 claims abstract description 40
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims abstract description 36
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 claims description 105
- 238000007599 discharging Methods 0.000 claims description 24
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 claims description 21
- 230000010354 integration Effects 0.000 claims description 18
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 16
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 claims description 7
- 230000000087 stabilizing effect Effects 0.000 claims description 6
- 230000002265 prevention Effects 0.000 claims description 5
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 description 3
- 230000002159 abnormal effect Effects 0.000 description 1
- 230000005856 abnormality Effects 0.000 description 1
- 230000006978 adaptation Effects 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 230000006641 stabilisation Effects 0.000 description 1
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 description 1
- 230000003245 working effect Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R19/00—Arrangements for measuring currents or voltages or for indicating presence or sign thereof
- G01R19/165—Indicating that current or voltage is either above or below a predetermined value or within or outside a predetermined range of values
- G01R19/16566—Circuits and arrangements for comparing voltage or current with one or several thresholds and for indicating the result not covered by subgroups G01R19/16504, G01R19/16528, G01R19/16533
- G01R19/16576—Circuits and arrangements for comparing voltage or current with one or several thresholds and for indicating the result not covered by subgroups G01R19/16504, G01R19/16528, G01R19/16533 comparing DC or AC voltage with one threshold
- G01R19/1658—AC voltage or recurrent signals
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R19/00—Arrangements for measuring currents or voltages or for indicating presence or sign thereof
- G01R19/04—Measuring peak values or amplitude or envelope of ac or of pulses
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R19/00—Arrangements for measuring currents or voltages or for indicating presence or sign thereof
- G01R19/18—Arrangements for measuring currents or voltages or for indicating presence or sign thereof using conversion of DC into AC, e.g. with choppers
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
- H02H7/00—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions
- H02H7/10—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions for converters; for rectifiers
- H02H7/12—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions for converters; for rectifiers for static converters or rectifiers
- H02H7/122—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions for converters; for rectifiers for static converters or rectifiers for inverters, i.e. dc/ac converters
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
- H02M1/00—Details of apparatus for conversion
- H02M1/32—Means for protecting converters other than automatic disconnection
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
- H02M1/00—Details of apparatus for conversion
- H02M1/36—Means for starting or stopping converters
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
- H02M7/00—Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
- H02M7/42—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal
- H02M7/44—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters
- H02M7/48—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
- H02M7/53—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal
- H02M7/537—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only, e.g. single switched pulse inverters
- H02M7/5387—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only, e.g. single switched pulse inverters in a bridge configuration
- H02M7/53871—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only, e.g. single switched pulse inverters in a bridge configuration with automatic control of output voltage or current
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03K—PULSE TECHNIQUE
- H03K17/00—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking
- H03K17/08—Modifications for protecting switching circuit against overcurrent or overvoltage
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03K—PULSE TECHNIQUE
- H03K7/00—Modulating pulses with a continuously-variable modulating signal
- H03K7/08—Duration or width modulation ; Duty cycle modulation
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Inverter Devices (AREA)
Abstract
本发明公开了一种峰值保护电路，包括控制单元和逆变单元，还包括采样检测单元和定时启动单元，所述控制单元上设置有输入端、输出端和参考电压端，所述采样检测单元和定时启动单元均与输入端电连接，所述输出端与逆变单元电连接，所述逆变单元与采样检测单元电连接，所述输出端还与定时启动单元电连接，所述定时启动单元与参考电压端电连接，能对逆变电路的过流和瞬间的高峰值进行检测，超过设定的基准电压后，可以有效停止逆变输出，对电路进行保护，而且具有定时自启功能，具有安全高效的有益效果。
Description
技术领域
本发明属于电子设备技术领域，具体涉及一种峰值保护电路。
背景技术
逆变器是把直流电能转变成定频定压或调频调压交流电的转换器。现有逆变器由逆变桥、控制逻辑和滤波电路组成，逆变桥输出端与负载端连接，为负载提供工作电压，若是接入逆变桥的负载故障或出现短路状况时，会使得逆变桥出现异常，而现有的逆变桥保护电路在出现异常后，会切断输出，但在故障消除后，逆变器不能自启动，工作效率较低，此外，在逆变器工作过程中的某一时间点上，会出现逆变器输出端峰值电压过大的现象，较大的峰值电压也会使得逆变桥工作出现异常，现有逆变器中缺少了峰值检测保护。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供一种峰值保护电路。
本发明具体方案如下：
一种峰值保护电路，包括控制单元和逆变单元，还包括采样检测单元和定时启动单元，所述控制单元上设置有输入端、输出端和参考电压端，其中，所述采样检测单元和定时启动单元均与输入端电连接，所述输出端与逆变单元电连接，所述逆变单元与采样检测单元电连接，所述输出端还与定时启动单元电连接，所述定时启动单元与参考电压端电连接。
所述输入端包括反向输入端和同向输入端，所述反向输入端与采样检测单元电连接，所述采样检测单元包括采样电阻R0、检波二极管D23、第一限流电阻R64、积分电容C52和积分电阻R63，所述逆变单元通过采样电阻R0与电源地连接，所述逆变单元还与检波二极管D23连接，所述检波二极管D23通过第一限流电阻R64、积分电容C52和积分电阻R63与反向输入端电连接。
所述输出端包括PWM输出端和补偿输出端，其中，所述PWM输出端与逆变单元电连接，所述补偿输出端与定时启动单元电连接，所述定时启动单元包括定时电容C51、第一分压电阻R61和第二分压电阻R62，其中，所述第一分压电阻R61一端与定时电容C51一端电连接，所述定时电容C51一端与同向输入端电连接，所述定时电容C51另一端与补偿输出端电连接，所述第一分压电阻R61一端还通过第二分压电阻R62与参考电压端16电连接，所述第一分压电阻R61的另一端与地电连接。
所述PWM输出端包括第一PWM输出端和第二PWM输出端，所述逆变单元包括上桥逆变单元和下桥逆变单元，其中，所述第一PWM输出端与上桥逆变单元电连接，所述第二PWM输出端与下桥逆变单元电连接。
所述上桥逆变单元和下桥逆变单元中均包括倒相电路、自举电路和逆变电路，其中，所述倒相电路通过自举电路与逆变电路电连接，所述逆变电路与倒相电路均与PWM输出端电连接。
所述倒相电路包括倒相三极管、第二限流电阻、第三限流电阻和第四限流电阻，其中，倒相三极管的基极通过第二限流电阻与所述PWM输出端电连接，倒相三极管的基极还通过第三限流电阻与倒相三极管的发射极电连接，倒相三极管的发射极与电源地电连接，倒相三极管的集电极上设置有第一供电电源和防回流二极管，所述第一供电电源通过防回流二极管和第四限流电阻与倒相三极管集电极电连接。
所述自举电路包括自举电容和稳压二极管，所述逆变桥电路包括驱动MOS管、转换MOS管、加速二极管、第五限流电阻、第六限流电阻、第七限流电阻、第一偏置电阻、第二偏置电阻、去耦电容和输出防回流二极管，其中，所述自举电容一端与防回流二极管电连接，所述自举电容另一端与输出防回流二极管的阳极电连接，所述输出防回流二极管的阳极与转换MOS管的源极电连接，所述转换MOS管的源极通过稳压二极管和第二偏置电阻与转换MOS管的栅极电连接，所述稳压二极管的阴极与转换MOS管的栅极连接，转换MOS管的栅极通过第七限流电阻与倒相三极管的集电极电连接，转换MOS管的漏极上设置有第二供电电源，所述第二供电电源与去耦电容旁路连接，所述第二供电电源和去耦电容均与转换MOS管的漏极连接。
所述输出防回流二极管的阴极与驱动MOS管的漏极连接，所述驱动MOS管的漏极与逆变单元的输出端电连接，驱动MOS管的源极与分别与采样电阻R0和检波二极管D23电连接，驱动MOS管上的源极通过第一偏置电阻与驱动MOS管上的栅极连接，驱动MOS管上的栅极通过加速二极管、第五限流电阻和第六限流电阻与所述PWM输出端电连接。
所述控制单元上还设置有电源输入端、控制端和软启动端，所述软启动端设置有软启动电路，所述软启动电路包括放电三极管Q11、第三分压电阻RR、第四分压电阻RA、第八限流电阻R45和第二定时电容C18，所述第四分压电阻RA一端与参考电压端电连接，所述第四分压电阻RA另一端通过第三分压电阻RR和第二定时电容C18与放电三极管Q11的发射极电连接，放电三极管Q11的发射极与地连接，放电三极管Q11的发射极与集电极之间还并联有第三分压电阻RR和第二定时电容C18，所述放电三极管Q11的集电极与软启动端电连接，放电三极管Q11的基极通过第八限流电阻R45与驱动MOS管的源极电连接。
所述电源输入端包括高电平端、地端和PWM供电端，所述高电平端和PWM供电端均与第一供电电源电连接，所述地端与地电连接，所述高电平端与地端之间设置有滤波电容C110, 所述高电平端通过滤波电容C110与地端电连接，所述控制端包括同步端、振荡器输出端、振荡电容接入端、振荡电阻接入端、放电端和闭锁控制端，其中，所述同步端和振荡器输出端为悬空状态，所述振荡电容接入端上设置有第三定时电容C17，所述振荡电阻接入端上设置有定时电阻R50，所述放电端上设置有放电电阻R51，所述振荡电容接入端通过第三定时电容C17与地电连接，所述振荡电阻接入端通过定时电阻R50与地电连接，所述放电端通过放电电阻R51和第三定时电容C17与地电连接，所述闭锁控制端与地电连接。
本发明公开了一种峰值保护电路，通过采样电阻来采集逆变单元中MOS管上通过的电流值大小，所述采样电阻将电流值转换为采样电压值，通过采样电压值的大小来使得控制单元控制PWM波形的输出，从而控制逆变单元的工作或停止，所述控制单元上设置有基准电压，采样电压与基准电压进行比较，若采样电压超出了基准电压值，则控制单元停止PWM波形输出，从而使得逆变单元停止工作，这样在逆变单元中MOS管上流通的电流过大时，可以使MOS管停止工作，对MOS管进行了有效保护，提高了电路的安全性；而且，所述检波二极管和积分电容和积分电阻配合可以将提取逆变单元输出端上的电压峰值，若电压峰值超过了基准电压值，则控制单元也会停止PWM输出，使得逆变单元停止工作，防止了上电瞬间峰值电压过高对设备的损坏，进一步提升了安全性；
此外，所述电路中还设置有定时启动单元，电路由于高峰值或大电流造成控制单元停止输出PWM波，定时启动单元中的定时电容两端电压可以通过控制单元中的参考电压来给定时电容充电，定时电容充电满足启动电压时，所述电路自启动开始逆变输出，同时控制单元上的软启动电路可以加速电路启动，具有提高电路的安全性能和提升工作效率的有益效果。
附图说明
图1是本发明总体结构框图。
图2是控制单元、采样检测单元和定时启动单元的电路结构示意图。
图3是逆变单元的电路结构示意图。
图4是上桥逆变单元和下桥逆变单元的电路原理示意图。
图5是峰值保护电路总体结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施，而不是全部的实施，基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做、出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1所示，一种峰值保护电路，包括控制单元21和逆变单元20，还包括采样检测单元17和定时启动单元18，所述控制单元21上设置有输入端19、输出端22和参考电压端16，其中，所述采样检测单元17和定时启动单元18均与输入端19电连接，所述输出端22与逆变单元20电连接，所述逆变单元20与采样检测单元17电连接，所述输出端22还与定时启动单元18电连接，所述定时启动单元18与参考电压端16电连接。在本实施例中所述控制单元21为IC芯片，所述IC芯片优选为SG3525。
如图2所示，所述输入端19包括反向输入端1和同向输入端2，所述反向输入端1与采样检测单元17电连接，所述采样检测单元17包括采样电阻R0、检波二极管D23、第一限流电阻R64、积分电容C52和积分电阻R63，所述逆变单元20通过采样电阻R0与电源地连接，所述逆变单元20还与检波二极管D23连接，所述检波二极管D23通过第一限流电阻R64、积分电容C52和积分电阻R63与反向输入端1电连接。
在本实施例中，所述采样电阻R0的阻值优选为0.1欧姆，所述采样电阻为无感电阻，具有阻值低、精密度高的特点。所述采样电阻R0可采集逆变单元20中流经MOS管的电流值大小。
所述的检波二极管D23对逆变单元20输出的交流信号进行半波整流，半波整流后的信号对积分电容C52进行充电以保持整流后的脉动直流信号的峰值，得到较平缓的直流信号，此时平缓的直流信号的幅值即是逆变单元20瞬间输出的交流信号的峰值，并将峰值输入值控制单元21中。
所述输出端22包括PWM输出端24和补偿输出端9，其中，所述PWM输出端24与逆变单元20电连接，所述补偿输出端9与定时启动单元18电连接，所述定时启动单元18包括定时电容C51、第一分压电阻R61和第二分压电阻R62，其中，所述第一分压电阻R61一端与定时电容C51一端电连接，所述定时电容C51一端与同向输入端2电连接，所述定时电容C51另一端与补偿输出端9电连接，所述第一分压电阻R61一端还通过第二分压电阻R62与参考电压端16电连接，所述第一分压电阻R61的另一端与地电连接。
如图2至图3所示，所述PWM输出端24包括第一PWM输出端14和第二PWM输出端11，所述逆变单元20包括上桥逆变单元25和下桥逆变单元26，其中，所述第一PWM输出端14与上桥逆变单元25电连接，所述第二PWM输出端11与下桥逆变单元26电连接。由于第一PWM输出端14和第二PWM输出端11输出PWM波形相位相差180度，使得上桥逆变单元25和下桥逆变单元26在第一PWM输出端14和第二PWM输出端11的驱动下可以进行交替工作。
在本实施例中，所述参考电压端16的电压优选为5V，所述5V电压被第一分压电阻R61和第二分压电阻R62分压，分压后第一分压电阻R61两端电压为1.1V，由于第一分压电阻R61一端与控制单元的同向输入端2连接，第一分压电阻R61的另一端与电源地连接，所以同向输入端2处的电压也为1.1V，所述控制单元21中包含有比较器，所述反向输入端1和同向输入端2为比较器的两个输入端，其中，同向输入端2处的电压为1.1V，所述的1.1V为控制单元21中上的基准电压，若反向输入端1处的输入电压超过1.1V后，则控制单元21，则会停止PWM输出和补偿输出。
在正常工作状态下，补偿输出端9输出5V电压，由于，定时电容C51的一端与同向输入端2电连接，定时电容C51的另一端与补偿输出端9电连接，同向输入端2处的电压为1.1V，所以，在正常工作状态下，定时电容C51两端电压差值为3.9V。
若反向输入端1处的输入电压值超过了同向输入端2处的基准电压值，即超过了1.1V，则控制单元21停止输出PWM波，此时，逆变单元20由于缺少PWM驱动，则逆变单元20停止工作，同时，补偿输出端9处的输出电压也由5V减少至0V，由于电容两端的电压不会发生突变，所以，在补偿输出端9处的电压由5V变为0V时，同向输入端2处的电压由1.1V变为-3.9V，这样以使得定时电容C51两端电压仍为3.9V。
在同向输入端2处的电压变为-3.9V的瞬间，参考电压端16通过第二分压电阻R62开始为定时电容C51充电，使得同向输入单端2处的电压逐渐升高至基准电压值，即1.1V，此时，定时电容C51为充电状态，使得同向输入端2处的电压由-3.9V升压至1.1V，从-3.9V升压至1.1V的时间即时控制单元21再次定时启动的时间。
再次启动后，控制单元21的补偿输出端9再次输出5V电压值，PWM输出端输出PWM波至逆变单元20中，采样电阻R0进行逆变单元20中的电流采样，检波二极管D23、第一限流电阻R64、积分电容C52和积分电阻R63进行峰值提取，并将提取的峰值输入值反向输入端1处，控制单元21再次将反向输入端1处的电压值与同向输入端2处的电压值进行比较，若反向输入端处1处的电压值仍大于基准电压值，则说明逆变单元20中任然存在短路或者峰值过大的故障，则控制单元21再次停止PWM输出和补偿输出端9处的电压输出，此时定时电容C51再次进入定时充电状态，直至控制单元21启动后，反向输入端1处的电压值小于同向输入端处的基准电压值1.1V时，控制单元才正常输出PWM 波和补偿输出端9处的5V电压，以使得逆变单元20正常工作，所述控制单元21中包含有比较器和PWM发生器，当反向输入端1处的电压高于同向输入端2处的电压值时，比较器输出低电平信号，使得PWM发生器不再输出PWM波，若反向输入端1处的电压低于同向输入端2处的电压，则比较器输出高电平信号，PWM波正常输出。
如图3至图4所示，所述上桥逆变单元25和下桥逆变单元26中均包括倒相电路37、自举电路33和逆变电路，其中，所述倒相电路37通过自举电路33与逆变电路电连接，所述逆变电路与倒相电路37均与PWM输出端24电连接。
由于上桥逆变单元25与第一PWM输出端14连接，下桥逆变单元26与第二PWM输出端11连接，且第一PWM输出端14和第二PWM输出端11输出PWM波形相位相差180度，则使得上桥逆变单元25和下桥逆变单元26可以进行交替工作。
具体的工作过程为，如图3所示，若第一PWM输出端14输出的PWM波使得上桥逆变单元25中的驱动MOS管Q5导通，则第二PWM输出端11输出的PWM波使得下桥逆变单元26中的驱动MOS管Q6截止，而且由于倒相电路，同时导致上桥逆变单元25中的转换MOS管Q7的栅极电压为低电平不导通，下桥逆变单元26中的转换MOS管Q8的栅极电压为高电平导通，导通后，下桥逆变单元26中的转换MOS管Q8上的漏极D处的电压通过转换MOS管Q8上的源极S传输至逆变单元的输出端27上，同时上桥逆变单元25中的驱动MOS管Q5导通，使得驱动MOS管Q5中的漏极D1与驱动MOS管源极S1导通，这样在图3中与驱动MOS管Q5中的漏极D1相连接的逆变单元输出端27为低电平，与转换MOS管Q8中的源极S相连接的逆变单元输出端27输出为高电平。
若第一PWM输出端14输出的PWM波使得上桥逆变单元25中的驱动MOS管Q5截止，则第二PWM输出端11输出的PWM波使得下桥逆变单元26中的驱动MOS管Q6导通，由于倒相电路，使得上桥逆变单元中的转换MOS管Q7导通，下桥逆变单元中的转换MOS管Q8截止，此时上桥逆变单元中的转换MOS管Q7与下桥逆变单元中的驱动MOS管Q6配合使得逆变单元输出端27两端的电平信号发生反转。
这样随着第一PWM输出端14和第二PWM输出端11处的PWM波不断输出，使得逆变单元输出端27输出交变的电压信号，所述输出交变电压信号的幅值与转换MOS管漏极相连接的V4的电压值相同。
如图4所示，所述倒相电路37包括倒相三极管41、第二限流电阻42、第三限流电阻43和第四限流电阻40，其中，倒相三极管41的基极通过第二限流电阻42与第一PWM输出端14或第二PWM输出端11相连，倒相三极管41的基极还通过第三限流电阻43与倒相三极管41的发射极电连接，倒相三极管41的发射极与电源地电连接，倒相三极管41的集电极上设置有第一供电电源38和防回流二极管39，所述第一供电电源38通过防回流二极管39和第四限流电阻40与倒相三极管41集电极电连接，所述倒相三极管的基极与发射极连接，使得倒相三极管的集电极输出端的相位与基极相比发生180度的倒相。
所述自举电路33包括自举电容35和稳压二极管34，所述逆变桥电路包括驱动MOS管48、转换MOS管31、加速二极管46、第五限流电阻45、第六限流电阻44、第七限流电阻36、第一偏置电阻47、第二偏置电阻32、去耦电容29和输出防回流二极管28，其中，所述自举电容35一端与防回流二极管39电连接，所述自举电容35另一端与输出防回流二极管28的阳极电连接，所述输出防回流二极管28的阳极与转换MOS管31的源极电连接，所述转换MOS管31的源极通过稳压二极管34和第二偏置电阻32与转换MOS管31的栅极电连接，所述稳压二极管34的阴极与转换MOS管31的栅极连接，转换MOS管31的栅极通过第七限流电阻36与倒相三极管41的集电极电连接，转换MOS管31的漏极上设置有第二供电电源30，所述第二供电电源30与去耦电容29旁路连接，所述第二供电电源30和去耦电容30均与转换MOS管31的漏极连接，所述去耦电容30可以除去第二供电电源中的杂波干扰。所述稳压二极管34在转换MOS管31的栅极和源极之间起到稳压保护作用，保护转换MOS管31的PN结不会被击穿。
所述倒相电路37使得波形信号在倒相三极管41的集电极输出端发生倒相，使得逆变电路中仅有一个MOS管发生导通，具体为若有PWM波输出至逆变单元中时，PWM波分两路进行传输，如图4所示，一路的PWM波经过驱动MOS管48，使得驱动MOS管48变为导通状态，而另一路PWM波经过第二限流电阻42传送至倒相三极管41的基极处，而由于倒相三极管41的基极与倒相三极管的发射极为连接状态，则使得倒相三极管41处集电极输出信号的相位进行倒相180度，倒相180度的PWM信号，由于电平信号发生反转无法使得图4中的转换MOS管31导通。
而且，由于在驱动MOS管48的导通以及倒相三极管41的导通，使得第一供电电源38通过防回流二极管39为自举电容35进行充电，在PWM信号的下一时刻，驱动MOS管48和倒相三极管41同为截止状态，此时，自举电容35两端的积累的充电电压通过第四限流电阻40和第七限流电阻36使得转换MOS管31导通，转换MOS管31的漏极处的电压经过转换MOS管31上的源极和输出防回流二极管28流向逆变单元输出端27处 ，完成电压信号的一次转换。
所述输出防回流二极管28的阴极与驱动MOS管48的漏极连接，所述驱动MOS管48的漏极与逆变单元的输出端27电连接，驱动MOS管48的源极与分别与采样电阻R0和检波二极管D23电连接，驱动MOS管48上的源极通过第一偏置电阻47与驱动MOS管48上的栅极连接，驱动MOS管48上的栅极通过加速二极管46、第五限流电阻45和第六限流电阻44与所述PWM输出端24电连接。所述加速二极管46可以使得驱动MOS管48具有快速关断，缓慢导通的技术效果，以保护驱动MOS管，减少短路的风险。
如图2所以，所述控制单元21上还设置有电源输入端、控制端和软启动端8，所述软启动端8设置有软启动电路23，所述软启动电路23包括放电三极管Q11、第三分压电阻RR、第四分压电阻RA、第八限流电阻R45和第二定时电容C18，所述第四分压电阻RA一端与参考电压端16电连接，所述第四分压电阻RA另一端通过第三分压电阻RR和第二定时电容C18与放电三极管Q11的发射极电连接，放电三极管Q11的发射极与地连接，放电三极管Q11的发射极与集电极之间还并联有第三分压电阻RR和第二定时电容C18，所述放电三极管Q11的集电极与软启动端8电连接，放电三极管Q11的基极通过第八限流电阻R45与驱动MOS管48的源极电连接。
所述软启动端8可以加快控制单元21的开启，所述控制单元21内设置有恒流源可以为第二定时电容C18充电，当第二定时电容C18充电至预定电压值后，所述控制单元21会启动工作，而本实施例中第二定时电容C18还可以通过参考电压端16和第四分压电阻RA为第二定时电容C18充电，加速了第二定时电容C18的充电时间，也就是缩短了控制单元21的启动时间，提高工作效果。
若逆变单元20中出现过流现象时，放电三极管Q11的基电极电压升高，使得放电三极管Q11导通，此时第二定时电容C18为通过放电三极管Q11的集电极和发射极开始放电，第二定时电容C18放电至一定状态时，控制单元21也会停止工作，进一步对电路进行了保护。
所述电源输入端包括高电平端15、地端12和PWM供电端13，所述高电平端15和PWM供电端13均与第一供电电源38电连接，所述地端12与地电连接，所述高电平端15与地端12之间设置有滤波电容C110, 所述高电平端15通过滤波电容C110与地端12电连接，所述控制端包括同步端3、振荡器输出端4、振荡电容接入端5、振荡电阻接入端6、放电端7和闭锁控制端10，其中，所述同步端3和振荡器输出端4为悬空状态，所述振荡电容接入端5上设置有第三定时电容C17，所述振荡电阻接入端6上设置有定时电阻R50，所述放电端7上设置有放电电阻R51，所述振荡电容接入端5通过第三定时电容C17与地电连接，所述振荡电阻接入端6通过定时电阻R50与地电连接，所述放电端7通过放电电阻R51和第三定时电容C17与地电连接，所述闭锁控制端与地电连接。所述高电平端15和地端12和PWM供电端13为控制单元正常工作提供合适的电压值，所述闭锁控制端与地电连接保证了控制单元21的正常启动，所述同步端3、振荡器输出端4、振荡电容接入端5、振荡电阻接入端6和放电端为控制单元21输出的PWM波提供时钟基准。
如图5为峰值保护电路的总体电路结构。
所述峰值保护电路的具体工作过程如下：
正常工作时，控制单元21输出两路相位相反的PWM信号，两路相位相反的PWM信号上桥逆变单元25和下桥逆变单元26交替导通，上桥逆变单元25驱动MOS管Q5导通，下桥逆变单元26中的转换MOS管Q8导通，并将V4电压至传输至逆变单元输出端27的一端，在下一时刻PWM信号到来时，下桥逆变单元26中的驱动MOS管Q6导通上桥逆变单元25中的转换MOS管Q7导通，转换MOS管Q7将V4电压传输至逆变单元输出端27的另一端。PWM信号周期变化，使得逆变单元输出端27上的电压信号相位也交替变化，输出交变电压。
若逆变单元输出端27上的电流过大时，驱动MOS管Q6源极电压或驱动MOS管Q6上的源极电压与采样检测单元17和软启动电路23连接，采样检测单元17将电流信号转换为电压信号输入至控制单元21中进比较，若超过基准电压，则控制单元26停止输出PWM波和补偿输出，同时软启动电路23使得第二定时电容C18同时进行放电，加速了控制单元停止输出PWM波和补偿波的速度，控制单元26无PWM波输出后，逆变单元20停止逆变工作，对电路起到有效保护作用，并且补偿输出端9停止输出，定时启动单元18开始为定时电容C51充电，以使得控制单元21再次启动输出，同时参考电压端16也为第二定时电容C18进行充电加速了控制单元26的启动时间。
本发明有能对逆变电路的过流和瞬间的高峰值进行检测，超过设定的基准电压后，可以有效停止逆变输出，对电路进行保护，而且具有定时自启功能，具有安全高效的有益效果。
本发明方案所公开的技术手段不仅限于上述实施方式所公开的技术手段，还包括由以上技术特征任意组合所组成的技术方案。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。
Claims (2)
1.一种峰值保护电路，包括控制单元（21）和逆变单元（20），其特征在于：还包括采样检测单元（17）和定时启动单元（18），所述控制单元（21）上设置有输入端（19）、输出端（22）和参考电压端（16），其中，所述采样检测单元（17）和定时启动单元（18）均与输入端（19）电连接，所述输出端（22）与逆变单元（20）电连接，所述逆变单元（20）与采样检测单元（17）电连接，所述输出端（22）还与定时启动单元（18）电连接，所述定时启动单元（18）与参考电压端（16）电连接；
所述输入端（19）包括反向输入端（1）和同向输入端（2），所述反向输入端（1）与采样检测单元（17）电连接，所述采样检测单元（17）包括采样电阻（R0）、检波二极管（D23）、第一限流电阻（R64）、积分电容（C52）和积分电阻（R63），所述逆变单元（20）通过采样电阻（R0）与电源地连接，所述逆变单元（20）还与检波二极管（D23）连接，所述检波二极管（D23）通过第一限流电阻（R64）与反向输入端（1）电连接，所述积分电容（C52）和积分电阻（R63）并联，积分电容（C52）和积分电阻（R63）并联后的一端与反向输入端（1）电连接，积分电容（C52）和积分电阻（R63）并联后的另一端与地连接；
所述输出端（22）包括PWM输出端（24）和补偿输出端（9），其中，所述PWM输出端（24）与逆变单元（20）电连接，所述补偿输出端（9）与定时启动单元（18）电连接，所述定时启动单元（18）包括定时电容（C51）、第一分压电阻（R61）和第二分压电阻（R62），其中，所述第一分压电阻（R61）一端与定时电容（C51）一端电连接，所述定时电容（C51）一端与同向输入端（2）电连接，所述定时电容（C51）另一端与补偿输出端（9）电连接，所述第一分压电阻（R61）一端还通过第二分压电阻（R62）与参考电压端（16）电连接，所述第一分压电阻（R61）的另一端与地电连接；
所述PWM输出端（24）包括第一PWM输出端（14）和第二PWM输出端（11），所述逆变单元（20）包括上桥逆变单元（25）和下桥逆变单元（26），其中，所述第一PWM输出端（14）与上桥逆变单元（25）电连接，所述第二PWM输出端（11）与下桥逆变单元（26）电连接；
所述上桥逆变单元（25）和下桥逆变单元（26）中均包括倒相电路（37）、自举电路（33）和逆变电路，其中，所述倒相电路（37）通过自举电路（33）与逆变电路电连接，所述逆变电路与倒相电路（37）均与PWM输出端（24）电连接；
所述倒相电路（37）包括倒相三极管（41）、第二限流电阻（42）、第三限流电阻（43）、第四限流电阻（40）、第一供电电源（38）和防回流二极管（39），其中，倒相三极管（41）的基极通过第二限流电阻（42）与所述PWM输出端（24）电连接，倒相三极管（41）的基极还通过第三限流电阻（43）与倒相三极管（41）的发射极电连接，倒相三极管（41）的发射极与电源地电连接，倒相三极管（41）的集电极上设置有第一供电电源（38）和防回流二极管（39），所述第一供电电源（38）通过防回流二极管（39）和第四限流电阻（40）与倒相三极管（41）集电极电连接；
所述自举电路（33）包括自举电容（35）和稳压二极管（34），所述逆变电路包括驱动MOS管（48）、转换MOS管（31）、加速二极管（46）、第五限流电阻（45）、第六限流电阻（44）、第七限流电阻（36）、第一偏置电阻（47）、第二偏置电阻（32）、去耦电容（29）和输出防回流二极管（28），其中，所述自举电容（35）一端与防回流二极管（39）的负极电连接，所述自举电容（35）另一端与输出防回流二极管（28）的阳极电连接，所述输出防回流二极管（28）的阳极与转换MOS管（31）的源极电连接，稳压二极管（34）和第二偏置电阻（32）并联连接，所述转换MOS管（31）的源极通过稳压二极管（34）和第二偏置电阻（32）与转换MOS管（31）的栅极电连接，所述稳压二极管（34）的阴极与转换MOS管（31）的栅极连接，转换MOS管（31）的栅极通过第七限流电阻（36）与倒相三极管（41）的集电极电连接，转换MOS管（31）的漏极上设置有第二供电电源（30），所述第二供电电源（30）与去耦电容（29）旁路连接，所述第二供电电源（30）和去耦电容（29）均与转换MOS管（31）的漏极连接；
所述输出防回流二极管（28）的阴极与驱动MOS管（48）的漏极连接，所述驱动MOS管（48）的漏极与逆变单元的输出端（27）电连接，驱动MOS管（48）的源极分别与采样电阻（R0）和检波二极管（D23）电连接，驱动MOS管（48）上的源极通过第一偏置电阻（47）与驱动MOS管（48）上的栅极连接，驱动MOS管（48）上的栅极通过加速二极管（46）、第五限流电阻（45）组成的并联电路以及第六限流电阻（44）与所述PWM输出端（24）电连接；
所述控制单元（21）上还设置有电源输入端、控制端和软启动端（8），所述软启动端（8）设置有软启动电路（23），所述软启动电路（23）包括放电三极管（Q11）、第三分压电阻（RR）、第四分压电阻（RA）、第八限流电阻（R45）和第二定时电容（C18），所述第四分压电阻（RA）一端与参考电压端(16)电连接，所述第四分压电阻（RA）另一端通过第三分压电阻（RR）和第二定时电容（C18）组成的并联电路与放电三极管（Q11）的发射极电连接，放电三极管（Q11）的发射极与地连接，放电三极管（Q11）的发射极与集电极之间还并联有第三分压电阻（RR）和第二定时电容（C18），所述放电三极管（Q11）的集电极与软启动端（8）电连接，放电三极管（Q11）的基极通过第八限流电阻（R45）与驱动MOS管（48）的源极电连接。
2.根据权利要求1所述的峰值保护电路，其特征在于：所述电源输入端包括高电平端（15）、地端（12）和PWM供电端（13），所述高电平端（15）和PWM供电端（13）均与第一供电电源（38）电连接，所述地端（12）与地电连接，所述高电平端（15）与地端（12）之间设置有滤波电容（C110）, 所述高电平端（15）通过滤波电容（C110）与地端（12）电连接，所述控制端包括同步端（3）、振荡器输出端（4）、振荡电容接入端（5）、振荡电阻接入端（6）、放电端（7）和闭锁控制端（10），其中，所述同步端（3）和振荡器输出端（4）为悬空状态，所述振荡电容接入端（5）上设置有第三定时电容（C17），所述振荡电阻接入端（6）上设置有定时电阻（R50），所述放电端（7）上设置有放电电阻（R51），所述振荡电容接入端（5）通过第三定时电容（C17）与地电连接，所述振荡电阻接入端（6）通过定时电阻（R50）与地电连接，所述放电端（7）通过放电电阻（R51）和第三定时电容（C17）与地电连接，所述闭锁控制端与地电连接。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202110090703.8A CN112730960B (zh) | 2021-01-22 | 2021-01-22 | 一种峰值保护电路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202110090703.8A CN112730960B (zh) | 2021-01-22 | 2021-01-22 | 一种峰值保护电路 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN112730960A CN112730960A (zh) | 2021-04-30 |
| CN112730960B true CN112730960B (zh) | 2023-10-27 |
Family
ID=75593760
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202110090703.8A Active CN112730960B (zh) | 2021-01-22 | 2021-01-22 | 一种峰值保护电路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN112730960B (zh) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114157129A (zh) * | 2021-10-26 | 2022-03-08 | 浙江高泰昊能科技有限公司 | 一种双向限流电路及其工作方法 |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN201556964U (zh) * | 2009-10-21 | 2010-08-18 | 哈尔滨理工大学 | 离网式小型风力发电控制递变器 |
| CN201656883U (zh) * | 2010-01-20 | 2010-11-24 | 哈尔滨理工大学 | 新型吸尘器用无刷直流电动机控制器 |
| CN201846068U (zh) * | 2010-08-23 | 2011-05-25 | 深圳市安托山技术有限公司 | 一种逆变器过流与短路保护电路 |
| CN202840489U (zh) * | 2012-09-05 | 2013-03-27 | 成都科方电源技术有限公司 | 逆变器输出短路保护和输出过载保护装置 |
| CN108923672A (zh) * | 2018-06-07 | 2018-11-30 | 广州市普今电子科技有限公司 | 一种提升启动负载能力的修正正弦波逆变器 |
| CN111585250A (zh) * | 2020-05-29 | 2020-08-25 | 深圳市德兰明海科技有限公司 | 一种保护电路及逆变器 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8138688B2 (en) * | 2010-01-22 | 2012-03-20 | Averd Labs Co., Ltd. | Half-bridge power converter for driving LED by series-resonant connection of inductor, inductor and capacitor |
| JP6646086B2 (ja) * | 2018-02-20 | 2020-02-14 | ファナック株式会社 | Ｄｃリンク部のコンデンサの短絡判定部を有するモータ駆動装置 |
-
2021
- 2021-01-22 CN CN202110090703.8A patent/CN112730960B/zh active Active
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN201556964U (zh) * | 2009-10-21 | 2010-08-18 | 哈尔滨理工大学 | 离网式小型风力发电控制递变器 |
| CN201656883U (zh) * | 2010-01-20 | 2010-11-24 | 哈尔滨理工大学 | 新型吸尘器用无刷直流电动机控制器 |
| CN201846068U (zh) * | 2010-08-23 | 2011-05-25 | 深圳市安托山技术有限公司 | 一种逆变器过流与短路保护电路 |
| CN202840489U (zh) * | 2012-09-05 | 2013-03-27 | 成都科方电源技术有限公司 | 逆变器输出短路保护和输出过载保护装置 |
| CN108923672A (zh) * | 2018-06-07 | 2018-11-30 | 广州市普今电子科技有限公司 | 一种提升启动负载能力的修正正弦波逆变器 |
| CN111585250A (zh) * | 2020-05-29 | 2020-08-25 | 深圳市德兰明海科技有限公司 | 一种保护电路及逆变器 |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| 基于EG8030的矿用移动式三相逆变电源设计;刘江文 等;科技创新与应用(第20期);102-103、105 * |
| 新型太阳能逆变控制器研制;赵志强 等;电力自动化设备;第26卷(第08期);92-94 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN112730960A (zh) | 2021-04-30 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US9664714B2 (en) | Methods and devices for detecting the input voltage and discharging the residuevoltage | |
| US6630751B2 (en) | Excessive load capacitor detection circuit for UPS | |
| US7505291B2 (en) | AC/DC converter capable of actively restraining an inrush current | |
| CN108809059B (zh) | 半导体元件的驱动装置 | |
| CN108923377A (zh) | 一种pfc电路的igbt过流保护装置及方法 | |
| CN112730960B (zh) | 一种峰值保护电路 | |
| CN101355319B (zh) | 一种提高电流控制型逆变器输出短路运行可靠性的方法 | |
| US7965483B2 (en) | Electronic trip unit of a circuit breaker | |
| US20210028702A1 (en) | Power semiconductor device protection circuit and power module | |
| JP2011160517A (ja) | 過電流保護回路、及びスイッチング電源装置 | |
| WO2019208027A1 (ja) | アーク検出回路、ブレーカ、パワーコンディショナ、太陽光パネル、太陽光パネル付属モジュールおよび接続箱 | |
| CN110829366A (zh) | 一种a型漏电保护电路、芯片及其漏电保护*** | |
| JP3254947B2 (ja) | Ｍｏｓｆｅｔの内部ダイオードの破壊防止方法 | |
| US8482213B1 (en) | Electronic ballast with pulse detection circuit for lamp end of life and output short protection | |
| CN114865595A (zh) | 一种开关电源保护控制电路及方法 | |
| US11070142B2 (en) | Power conversion device with control of switching element based on current detection | |
| CN115360684B (zh) | 高压集成电路和半导体电路 | |
| US11581799B2 (en) | Ripple detector for monitoring a supply to galvanically isolated gate driver | |
| CN220172852U (zh) | 一种冲击电流抑制电路及不间断电源 | |
| JPS60194757A (ja) | スイツチング電源装置 | |
| CN216209458U (zh) | 一种基于无线充电的相位检测电路 | |
| JPH01318543A (ja) | 直流・直流変換型電源回路 | |
| CN113359021B (zh) | 静态同期检查继电器及高精度相位差和幅值差判断*** | |
| CN215222153U (zh) | 一种半导体开关器件退饱和检测电路及电机控制器 | |
| CN213092134U (zh) | 一种复位控制电路、集成芯片与电子设备 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |