CN202405740U - 交流供电回路的限流保护电路 - Google Patents

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Abstract

本实用新型提供一种交流供电回路的限流保护电路,该限流保护电路通过入口A和出口B串联在需要保护的交流供电回路里,所述限流保护电路包括有相互连接的与开关拓扑电路相连的电流信号电路、比较控制电路以及驱动电路。本实用新型通过对IGBT两端导通压降经行实时采样,间接对主电路流过电流进行经行监控,通过对电路中过电流的直接检测实时比较分断电路实现保护,开断动作快,无触点电弧;可自动重恢复,控制自动,工作效率高。

Description

交流供电回路的限流保护电路
技术领域
本实用新型涉及电工领域的限流保护电路,特别是涉及一种交流供电回路的限流保护电路。
背景技术
一般,民用电的过电流保护方法体现在断路器(空开)上,其保护形式有对配电入口设置防雷、保险,或是基于电磁互感装置对电流测量后整定,进而动作开关装置来实现保护。
防雷是***设置的很有效的过电流方式,只针对雷击浪涌电流并通过被动元件(材料)进行保护,保护能力有限;保险丝采用过流自动熔断,从而起到断开电路的目的,手段被动,想恢复需再手动;很多开关通过过电流励磁装置动作断路器,还有通过线圈感应电流值并进行整定保护,比如漏电保护器、浪涌电流保护器、电磁式空开等。再恢复时都需要手动,控制手段落后,限制了使用范围。
未来对电路过流保护的需求,尤其在设备内部需要设置自动保护的情况下的限流保护技术亟待开发。
发明内容
针对现有技术中过电流保护中结构的不足,本发明的目的是提供一种交流供电回路的限流保护电路,能实现限流值连续可调,以利于准确、安全的控制电路的关断。
为实现上述目的,本实用新型采用的技术方案是提供一种交流供电回路的限流保护电路,该限流保护电路通过入口A和出口B串联在需要保护的交流供电回路里,其中:所述限流保护电路包括有相互连接的与开关拓扑电路相连的电流信号电路、比较控制电路以及驱动电路。
所述开关拓扑电路包括有两个可逆导绝缘栅门极晶体管IGBT,两个可逆导绝缘栅门极晶体管IGBT的阳极分别同所述电路的入口A和出口B相连,两个可逆导绝缘栅门极晶体管IGBT的阴极共同相连,形成中间点RGND,中间点RGND同时与电源地GND相连;两个可逆导绝缘栅门极晶体管IGBT的门极分别通过一个电阻和中间点RGND相连,同时还分别通过一个电阻与驱动电路相连。
所述电流信号电路包括有两个稳压二极管,二稳压二极管的阳极分别相连接于开关电路的中间点RGND,二稳压二极管的阴极分别通过一个电阻连接到所述电路的入口A和出口B,同时还分别通过一个电阻与比较控制电路相连接。
所述比较控制电路包括有两个运算放大器,运算放大器A1、运算放大器A2的同相输入端分别通过一个等值电阻相连于外部参考基准电压端Vref,同时运算放大器A1、运算放大器A2的同相输入端还分别同一个阻容并联电路及运算放大器A1、运算放大器A2的输出端相连,形成正反馈比较器;运算放大器A1、运算放大器A2的反相输入端分别通过电阻接受电流信号电路的信号输入;运算放大器A1、运算放大器A2的输出端分别通过一个电阻同电源VCC相连。
所述驱动电路是乙类互补对称功率放大电路。
本实用新型通过对IGBT两端导通压降经行实时采样,间接对主电路流过电流进行经行监控,把采样信号同基准电压进行比较,当过流时驱动IGBT关断,从而起到限流保护的目的。电力电子器件动作可控、静态无触点无电弧,控制可靠,恢复方便。
附图说明
图1是本实用新型的交流供电回路的限流保护电路结构示意图。
具体实施方式
结合附图对本实用新型的交流供电回路的限流保护电路结构加以说明。
如图1所示,本实用新型的交流供电回路的限流保护电路,该限流保护电路通过入口A和出口B串联在需要保护的交流供电回路里,所述限流保护电路包括有相互连接的与开关拓扑电路相连的电流信号电路、比较控制电路以及驱动电路。所述驱动电路是乙类互补对称功率放大电路。
所述开关拓扑电路包括有两个可逆导绝缘栅门极晶体管IGBT,两个可逆导绝缘栅门极晶体管IGBT的阳极分别同所述电路的入口A和出口B相连,两个可逆导绝缘栅门极晶体管IGBT的阴极共同相连,形成中间点RGND,中间点RGND同时与电源地GND相连;两个可逆导绝缘栅门极晶体管IGBT的门极分别通过一个电阻和中间点RGND相连,同时还分别通过一个电阻与驱动电路相连。
所述电流信号电路包括有两个稳压二极管,二稳压二极管的阳极分别相连接于开关电路的中间点RGND,二稳压二极管的阴极分别通过一个电阻连接到所述电路的入口A和出口B,同时还分别通过一个电阻与比较控制电路相连接。
所述比较控制电路包括有两个运算放大器,运算放大器A1、运算放大器A2的同相输入端分别通过一个等值电阻相连于外部参考基准电压端Vref,同时运算放大器A1、运算放大器A2的同相输入端还分别同一个阻容并联电路及运算放大器A1、运算放大器A2的输出端相连,形成正反馈比较器;运算放大器A1、运算放大器A2的反相输入端分别通过电阻接受电流信号电路的信号输入;运算放大器A1、运算放大器A2的输出端分别通过一个电阻同电源VCC相连。
本实用新型的交流供电回路的限流保护电路的过流保护功能实现过程如下:
所述开关拓扑电路中的两个可逆导绝缘栅门极晶体管IGBT的阳极分别同电路的入口A和出口B相连,其阴极共同相连,形成中间点RGND,中间点RGND同时电源地GND相连;两个可逆导绝缘栅门极晶体管IGBT的门极分别通过一个电阻和中间点RGND相连,同时还分别通过电阻R5、电阻R6和驱动电路相连。
所述电流信号电路中的稳压二极管DZ1、稳压二极管DZ2的阳极分别相连接于开关电路的中间点RGND,稳压二极管DZ1、稳压二极管DZ2的阴极分别通过一个电阻R1、电阻R2连接到电路的入口A和出口B,同时还分别通过一个电阻R13、电阻R14连接到比较控制电路。
所述比较控制电路中的两个运算放大器A1、运算放大器A2同相输入端分别通过一个等值电阻R15、电阻R16相连于外部参考基准电压Vref,同时其同相输入端还分别同一个阻容并联电路R11//C1、阻容并联电路R12//C2和其输出端相连,形成正反馈比较器;该两个运算放大器A1、运算放大器A2的反相输入端分别通过一个电阻R13、电阻R14接受电流信号电路的信号输入;该两个运算放大器A1、运算放大器A2的输出端分别通过一个电阻R9、电阻R10同电源VCC相连。
所述驱动电路是乙类互补对称功率放大电路,包括一对NPN型和PNP型三极管组成的简单功率放大驱动电路;即NPN型三极管T1或三极管T2的集电极同电源VCC相连;发射极同PNP型三极管T3或三极管T4的发电极同时分别通过电阻R7、电阻R8同两个可逆导绝缘栅门极晶体管IGBT的门极相连;PNP型三极管T3或三极管T4的集电极同电源公共地GND相连;三极管T1和三极管T3、三极管T2以及三极管T4的基极共同相连后,通过电阻R5、电阻R6和比较控制电路运算放大器A1、运算放大器A2的输出端相连。
当控制电源VCC上电后,运算放大器A1、运算放大器A2输出端通过电阻R9的上拉作用输出高电平,使驱动电路的三极管T1、三极管T3进入饱和导通状态,进而驱动两个可逆导绝缘栅门极晶体管IGBT导通;正弦交流电流从A口流入,上半波通过一个可逆导绝缘栅门极晶体管IGBT导电通道和另一可逆导绝缘栅门极晶体管IGBT的逆导二极管VD2从B口流出,下半波通过一个可逆导绝缘栅门极晶体管IGBT的逆导二极管VD1和另一可逆导绝缘栅门极晶体管IGBT导电通道的从B口流出,从而正常状态下两个可逆导绝缘栅门极晶体管IGBT处于常开的正弦交流电流全波通道。无论在两个可逆导绝缘栅门极晶体管IGBT导通或关断时,两个逆导二极管都不能单独形成导电通道。
当电路中流过的电流变化时,电流入口A点的相对电压变化,当峰值达到一定值时;信号电压超过基准电压值时使比较器输出信号电压接近与0,同时驱动两个可逆导绝缘栅门极晶体管IGBT关断,从而实现过流保护功能。因为两个带逆导二极管与两个可逆导绝缘栅门极晶体管IGBT背靠背连接,同理,当电流从B口流入时,也可实现过流保护功能,这就实现了在交流回路的过电流保护。

Claims (5)

1.一种交流供电回路的限流保护电路,该限流保护电路通过入口A和出口B串联在需要保护的交流供电回路里,其特征是:所述限流保护电路包括有相互连接的与开关拓扑电路相连的电流信号电路、比较控制电路以及驱动电路。
2.根据权利要求1所述交流供电回路的限流保护电路,其特征是:所述开关拓扑电路包括有两个可逆导绝缘栅门极晶体管IGBT,两个可逆导绝缘栅门极晶体管IGBT的阳极分别同所述电路的入口A和出口B相连,两个可逆导绝缘栅门极晶体管IGBT的阴极共同相连,形成中间点RGND,中间点RGND同时与电源地GND相连;两个可逆导绝缘栅门极晶体管IGBT的门极分别通过一个电阻和中间点RGND相连,同时还分别通过一个电阻与驱动电路相连。
3.根据权利要求1所述交流供电回路的限流保护电路,其特征是:所述电流信号电路包括有两个稳压二极管,二稳压二极管的阳极分别相连接于开关电路的中间点RGND,二稳压二极管的阴极分别通过一个电阻连接到所述电路的入口A和出口B,同时还分别通过一个电阻与比较控制电路相连接。
4.根据权利要求1所述交流供电回路的限流保护电路,其特征是:所述比较控制电路包括有两个运算放大器,运算放大器A1、运算放大器A2的同相输入端分别通过一个等值电阻相连于外部参考基准电压端Vref,同时运算放大器A1、运算放大器A2的同相输入端还分别同一个阻容并联电路及运算放大器A1、运算放大器A2的输出端相连,形成正反馈比较器;运算放大器A1、运算放大器A2的反相输入端分别通过电阻接受电流信号电路的信号输入;运算放大器A1、运算放大器A2的输出端分别通过一个电阻同电源VCC相连。
5.根据权利要求1所述交流供电回路的限流保护电路,其特征是:所述驱动电路是乙类互补对称功率放大电路。 
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