CN220874215U - 一种过流保护电路 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种过流保护电路。过流保护电路包括:供电电容;逆变驱动子电路,其包括至少一个功率开关器件,逆变驱动子电路的第一端与供电电容正极板电连接,第二端与供电电容的负极板电连接,第三端与负载电连接;传感单元,其与第一母线电连接;第一采样比较子电路,其分别与传感单元的两端和参考电压端电连接,被配置为采集传感单元两端的第一压降,并响应于第一压降大于参考电压端的参考电压,输出第一电平;处理单元,其分别与第一采样比较子电路和功率开关器件的控制端电连接,被配置为响应于第一电平,停止向功率开关器件传输脉冲宽度调制信号。根据申请实施例,可以实现当上桥发生异常过流时,有效保证驱动电路不受损坏。
Description
技术领域
本申请属于电路技术领域,尤其涉及一种过流保护电路。
背景技术
在电气设备技术领域,器件***工作的可靠性和安全性是一切设计的前提,当***运行时,若输出电流过大,即出现过流现象时,则会导致驱动器以及负载损坏。为了避免出现过流现象,确保驱动***的可靠性,需要有稳定可靠的过流保护措施。
传统的过流保护措施,是通过在下桥绝缘栅双极型晶体管(Insulated GateBipolar Transistor,IGBT)发射极下放置电阻分流器的方法进行电流采样保护。
然而,传统的过流保护措施由于仅在下桥IGBT发射极下放置电阻分流器所以只能采样下桥电流,而当发生驱动器输出对地短路时,电流从第一母线流入大地,传统的过流保护措施则无法检测出母线电流的异常。
实用新型内容
本申请实施例提供一种过流保护电路,能够检测出第一母线电流异常,并通过处理单元停止向功率开关器件传输脉冲宽度调制信号(Pulse Width Modulation,PWM)实现对驱动电路的保护。
第一方面,本申请实施例提供了一种过流保护电路,包括:供电电容;逆变驱动子电路,逆变驱动子电路包括至少一个功率开关器件,逆变驱动子电路的第一端通过第一母线与供电电容的正极板电连接,逆变驱动子电路的第二端通过第二母线与供电电容的负极板电连接,逆变驱动子电路的第三端与负载电连接;传感单元,传感单元与第一母线电连接;第一采样比较子电路,第一采样比较子电路分别与传感单元的两端和参考电压端电连接,第一采样比较子电路被配置为采集传感单元两端的第一压降,并响应于第一压降大于参考电压端的参考电压,输出第一电平;处理单元,处理单元分别与第一采样比较子电路和功率开关器件的控制端电连接,处理单元被配置为响应于第一电平,停止向功率开关器件传输脉冲宽度调制信号。
根据本申请第一方面的实施方式,逆变驱动子电路包括至少一条驱动支路,驱动支路包括:上桥逆变驱动模块,上桥逆变驱动模块的第一端通过第一母线与供电电容的正极板电连接,上桥逆变驱动模块的第二端与负载电连接;下桥逆变驱动模块,下桥逆变驱动模块的第一端与上桥逆变驱动模块的第二端及负载电连接;过流保护电路还包括:采样电阻,电连接于驱动支路上;第二采样比较子电路,第二采样比较子电路分别与采样电阻的两端、参考电压端和处理单元电连接,第二采样比较子电路被配置为采集采样电阻两端的第二压降,并响应于第二压降大于参考电压,向处理单元输出第一电平。
根据本申请第一方面前述任一实施方式,采样电阻电连接于上桥逆变驱动模块的第一端与第一母线之间,和/或,采样电阻电连接于下桥逆变驱动模块的第二端与第二母线之间。
根据本申请第一方面前述任一实施方式,逆变驱动子电路包括第一驱动支路、第二驱动支路和第三驱动支路,第一驱动支路与负载的第一相电连接,第二驱动支路与负载的第二相电连接,第三驱动支路与负载的第三相电连接;采样电阻包括第一采样电阻、第二采样电阻和第三采样电阻,第一采样电阻电连接于第一驱动支路上,第二采样电阻电连接于第二驱动支路上,第三采样电阻电连接于第三驱动支路上;第二采样比较子电路包括第一子采样比较子电路、第二子采样比较子电路和第三子采样比较子电路,第一子采样比较子电路分别与第一采样电阻的两端、参考电压端和处理单元电连接,第二子采样比较子电路分别与第二采样电阻的两端、参考电压端和处理单元电连接,第三子采样比较子电路分别与第三采样电阻的两端、参考电压端和处理单元电连接。
根据本申请第一方面前述任一实施方式,第一采样电阻电连接于第一驱动支路的下桥逆变驱动模块的第二端与第二母线之间,第二采样电阻电连接于第二驱动支路的下桥逆变驱动模块的第二端与第二母线之间,第三采样电阻电连接于第三驱动支路的下桥逆变驱动模块的第二端与第二母线之间;或者,第一采样电阻电连接于第一驱动支路的上桥逆变驱动模块的第一端与第一母线之间,第二采样电阻电连接于第二驱动支路的上桥逆变驱动模块的第一端与第一母线之间,第三采样电阻电连接于第三驱动支路的上桥逆变驱动模块的第一端与第一母线之间。
根据本申请第一方面前述任一实施方式,处理单元包括电流采集接口,电流采集接口与采样电阻电连接,处理单元被配置为将接收到的电流由模拟信号转化为数字信号,并响应于数字信号大于设定值时,停止向功率开关器件传输脉冲宽度调制信号。
根据本申请第一方面前述任一实施方式,第一采样比较子电路包括:分压模块组,分压模块组的第一端与参考电压端电连接,分压模块组的第二端与接地端电连接;比较模块,比较模块的第一输入端与分压模块组的第三端电连接,比较模块的第一输入端接收分压模块组提供的参考电压,比较模块的第二输入端接收第一压降,比较模块的输出端与处理单元电连接,比较模块被配置为响应于第一压降大于参考电压端的参考电压,向处理单元输出第一电平。
根据本申请第一方面前述任一实施方式,第一采样比较子电路还包括:放大模块,放大模块的输入端接收第一压降,放大模块的输出端与比较模块的第二输入端电连接,放大模块被配置为放大第一压降;比较模块被配置为响应于放大后的第一压降大于参考电压端的参考电压,向处理单元输出第一电平。
根据本申请第一方面前述任一实施方式,第一采样比较子电路还包括:第一分压模块,第一分压模块的第一端与分压模块组的第三端电连接,第一分压模块的第二端与比较模块的第一输入端电连接;第二分压模块,第二分压模块的第一端与比较模块的第一输入端电连接,第二分压模块的第二端与比较模块的输出端电连接;第三分压模块,第三分压模块的第一端与比较模块的输出端电连接,第三分压模块的第二端与处理单元电连接;第四分压模块,第四分压模块的第一端与供电端电连接,第四分压模块的第二端与比较模块的输出端及第三分压模块的第一端电连接;第一滤波模块,第一滤波模块的第一端与第三分压模块的第二端及处理单元电连接,滤波模块的第二端与接地端电连接。
根据本申请第一方面前述任一实施方式,分压模块组包括:第五分压模块,第五分压模块的第一端与参考电压端电连接,第五分压模块的第二端与第一分压模块的第一端电连接;第六分压模块,第六分压模块的第一端与第五分压模块的第二端及第一分压模块的第一端电连接,第六分压模块的第二端与接地端电连接;第一采样比较子电路还包括:第七分压模块,第七分压模块的第一端被配置为接收第一母线的电流信号,第七分压模块的第二端与放大模块的第一输入端电连接;第八分压模块,第八分压模块的第一端被配置为接收第一母线的电流信号,第八分压模块的第二端与放大模块的第二输入端电连接;第九分压模块,第九分压模块的第一端与供电端电连接,第九分压模块的第二端与第七分压模块的第二端及放大模块的第一输入端电连接;第十分压模块,第十分压模块的第一端与放大模块的第二输入端及第八分压模块的第二端电连接,第十分压模块的第二端与放大模块的输出端电连接;第十一分压模块,第十一分压模块的第一端与放大模块的输出端电连接,第十一分压模块的第二端与比较模块的第二输入端电连接;第二滤波模块,第二滤波模块的第一端与第十一分压模块的第二端及比较模块的第二输入端电连接,第二滤波模块的第二端与接地端电连接。
本申请实施例的过流保护电路,过流保护电路包括供电电容、逆变驱动子电路、传感单元、第一采样比较子电路和处理单元。逆变驱动子电路包括至少一个功率开关器件,逆变驱动子电路的第一端通过第一母线与供电电容的正极板电连接,逆变驱动子电路的第二端通过第二母线与供电电容的负极板电连接,逆变驱动子电路的第三端与负载电连接,逆变驱动子电路用于将流过逆变驱动子电路的电流由直流电信号转化为交流电信号;传感单元与第一母线电连接,传感单元用于采集并传递流过第一母线的电流信号给第一采样比较子电路;第一采样比较子电路分别与传感单元的两端和参考电压端电连接,第一采样比较子电路被用于采集传感单元两端的第一压降,当第一压降大于参考电压端的参考电压,输出第一电平;处理单元分别与第一采样比较子电路和功率开关器件的控制端电连接,当处理单元接收到第一电平时,停止向所述功率开关器件传输脉冲宽度调制信号。如此,供电电容和传感单元位于第一母线上,当负载对地短路时,供电电容开始放电。供电电容的电流会经过传感单元和逆变驱动子电路流入大地,此时传感单元可以采集第一母线的电流并传递给第一采样比较子电路。第一采样比较子电路采集到传感单元两端的第一压降,当第一母线发生异常过流时,此时采集到的第一压降大于第一采样比较子电路参考电压端的参考电压,输出第一电平提供给处理单元。处理单元根据接收到的信号对功率器件做出反应,当处理单元接收到第一电平后,停止向功率开关器件传输脉冲宽度调制信号,从而实现当第一母线发生异常过流时,有效保证驱动电路不受损,从而实现对驱动电路的一重保护。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案,下面将对本申请实施例中所需要使用的附图作简单的介绍,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本申请实施例提供的过流保护电路的一种电路示意图;
图2是本申请实施例提供的过流保护电路的另一种电路示意图;
图3是本申请实施例提供的过流保护电路的又一种电路示意图;
图4是本申请实施例提供的过流保护电路的又一种电路示意图;
图5是本申请实施例提供的过流保护电路的又一种电路示意图;
图6是本申请实施例提供的过流保护电路的第一采样比较子电路的一种电路示意图;
图7是本申请实施例提供的过流保护电路的第一采样比较子电路的另种电路示意图;
图8是本申请实施例提供的过流保护电路的第一采样比较子电路的又种电路示意图;
图9是本申请实施例提供的过流保护电路的又一种电路示意图;
图10是本申请实施例提供的一种过流保护电路的实现逻辑图。
具体实施方式
下面将详细描述本申请的各个方面的特征和示例性实施例,为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及具体实施例,对本发明进行进一步详细描述。应理解,此处所描述的具体实施例仅意在解释本发明,而不是限定本发明。对于本领域技术人员来说,本发明可以在不需要这些具体细节中的一些细节的情况下实施。下面对实施例的描述仅仅是为了通过示出本发明的示例来提供对本发明更好的理解。
需要说明的是,在本文中,诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来,而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下,由语句“包括……”限定的要素,并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
应当理解,本文中使用的术语“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系,表示可以存在三种关系,例如,A和/或B,可以表示:单独存在A,同时存在A和B,单独存在B这三种情况。另外,本文中字符“/”,一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
在本申请实施例中,术语“电连接”可以是指两个组件直接电连接,也可以是指两个组件之间经由一个或多个其它组件电连接。
在不脱离本申请的精神或范围的情况下,在本申请中能进行各种修改和变化,这对于本领域技术人员来说是显而易见的。因而,本申请意在覆盖落入所对应权利要求(要求保护的技术方案)及其等同物范围内的本申请的修改和变化。需要说明的是,本申请实施例所提供的实施方式,在不矛盾的情况下可以相互组合。
为了解决现有技术问题,本申请实施例提供了一种过流保护电路。下面对本申请实施例所提供的过流保护电路进行介绍。
图1为本申请一个实施例提供的过流保护电路的一种电路示意图。如图1所示,该过流保护电路可以包括供电电容C1、逆变驱动子电路101、传感单元102、第一采样比较子电路103和处理单元104。
逆变驱动子电路101包括至少一个功率开关器件(图中未示出),功率开关器件包括但不限于IGBT等功率半导体器件。逆变驱动子电路101的第一端通过第一母线m1与供电电容C1的正极板电连接,逆变驱动子电路101的第二端通过第二母线m2与供电电容C1的负极板电连接,逆变驱动子电路101的第三端与负载105电连接。逆变驱动子电路101具有逆变的作用,用于将流过逆变驱动子电路101的电流由直流电信号转化为交流电信号。
传感单元102与第一母线m1电连接。
第一采样比较子电路103分别与传感单元102的两端和参考电压端电连接,第一采样比较子电路103被用于采集传感单元102两端的第一压降,并响应于第一压降大于参考电压端的参考电压,输出第一电平,在一些具体实施例中,第一电平为低电平。
处理单元104分别与第一采样比较子电路103和功率开关器件的控制端电连接,处理单元104被配置为响应于第一电平,停止向功率开关器件传输脉冲宽度调制信号。当处理单元104接收到第一电平时,停止向功率开关器件传输脉冲宽度调制信号,此时功率开关器件关断,逆变驱动子电路就不工作了,从而实现对驱动电路的保护。
如此,供电电容C1和传感单元102位于第一母线m1上,当负载105对地短路时,供电电容C1开始放电,供电电容C1的电流会经过传感单元102和逆变驱动子电路101流入大地,此时传感单元102采集第一母线m1的电流并传递给第一采样比较子电路103,第一采样比较子电路103采集到传感单元102两端的第一压降。当第一母线异常过流时,此时采集到的第一压降大于第一采样比较子电路103参考电压端的参考电压,输出第一电平提供给处理单元104。处理单元104可以根据接收到的信号对功率器件做出反应,当处理单元104接收到第一电平后,停止向功率开关器件传输脉冲宽度调制信号,从而实现当第一母线发生异常过流时,有效保证驱动电路不受损,从而实现对驱动电路的一重保护。
图2为本申请实施例提供的过流保护电路的另一种电路示意图。如图2所示,逆变驱动子电路101包括至少一条驱动支路,驱动支路包括:上桥逆变驱动模块1011和下桥逆变驱动模块1012。
上桥逆变驱动模块1011的第一端通过第一母线m1与供电电容C1的正极板电连接,上桥逆变驱动模块1011的第二端与负载105电连接;
下桥逆变驱动模块1012的第一端与上桥逆变驱动模块1011的第二端及负载105电连接;
过流保护电路还包括:采样电阻201和第二采样比较子电路202。
采样电阻201,电连接于驱动支路上;
第二采样比较子电路202分别与采样电阻201的两端、参考电压端和处理单元104电连接,第二采样比较子电路202被配置为采集采样电阻201两端的第二压降,并响应于第二压降大于参考电压,向处理单元104输出第一电平。
具体而言,当负载105开始工作时,经驱动支路流出电流,流出的电流经过下桥逆变驱动模块1012。由于下桥逆变驱动模块1012具有逆变的功能,因此可以将接收到的信号由直流电信号转化为交流电信号。转化后的交流电信号经过位于驱动支路上的采样电阻201,采样电阻201对流经的交流电信号进行采样,然后传递给第二采样比较子电路202。第二采样比较子电路202接收到采样电阻201两端的第二压降,若下桥逆变驱动模块1012发生异常过流,此时,第二压降大于第二采样比较子电路202参考电压端的参考电压,输出第一电平提供给处理单元104。处理单元104根据接收到的信号对功率器件做出反应,当处理单元104接收到第一电平后,停止向功率开关器件传输脉冲宽度调制信号,此时功率开关器件关断,逆变驱动子电路停止工作,从而实现当下桥逆变驱动模块1012发生异常过流时,有效保证驱动电路不受损。此为下桥逆变驱动模块1012发生异常过流时,对于驱动电路的一重保护机制。
图3为本申请实施例提供的过流保护电路的又一种电路示意图。如图3所示,采样电阻201电连接于上桥逆变驱动模块1011的第一端与第一母线m1之间,和/或,采样电阻201电连接于下桥逆变驱动模块1012的第二端与第二母线m2之间。
具体而言,采样电阻201电连接于上桥逆变驱动模块1011的第一端与第一母线m1之间是采样电阻201电连接于下桥逆变驱动模块1012的第二端与第二母线m2之间的一种替代方案。其工作原理与上述采样电阻201电连接于下桥逆变驱动模块1012的第二端与第二母线m2的工作原理一致,在此不做赘述。
图4为本申请实施例提供的过流保护电路的又一种电路示意图。如图4所示,逆变驱动子电路101包括第一驱动支路l1、第二驱动支路l2和第三驱动支路l3,第一驱动支路l1与负载105的第一相电连接,第二驱动支路l2与负载105的第二相电连接,第三驱动支路l3与负载105的第三相电连接;
采样电阻201包括第一采样电阻R1、第二采样电阻R2和第三采样电阻R3,第一采样电阻R1电连接于第一驱动支路l1上,第二采样电阻R2电连接于第二驱动支路l2上,第三采样电阻R3电连接于第三驱动支路l3上;
第二采样比较子电路202包括第一子采样比较子电路2021、第二子采样比较子电路2022和第三子采样比较子电路2023,第一子采样比较子电路2021分别与第一采样电阻R1的两端、参考电压端和处理单元104电连接,第二子采样比较子电路2022分别与第二采样电阻R2的两端、参考电压端和处理单元104电连接,第三子采样比较子电路2023分别与第三采样电阻R3的两端、参考电压端和处理单元104电连接。
第一采样电阻R1电连接于第一驱动支路l1的下桥逆变驱动模块1012的第二端与第二母线之间,第二采样电阻R2电连接于第二驱动支路l2的下桥逆变驱动模块1012的第二端与第二母线l2之间,第三采样电阻R3电连接于第三驱动支路l3的下桥逆变驱动模块1012的第二端与第二母线l2之间;
或者,第一采样电阻R1电连接于第一驱动支路l1的上桥逆变驱动模块1011的第一端与第一母线l1之间,第二采样电阻R2电连接于第二驱动支路l2的上桥逆变驱动模块1011的第一端与第一母线l1之间,第三采样电阻R3电连接于第三驱动支路l3的上桥逆变驱动模块1011的第一端与第一母线l1之间。
在一些具体实施例中,逆变驱动子电路101中的功率器件包括但不限于IGBT器件T1~T6,当逆变驱动子电路101中的功率器件为IGBT器件T1~T6时,处理单元104为数字信号处理芯片(Digital Signal Processing,DSP),IGBT器件T1~T6的控制端与DSP电连接,由DSP进行PWM控制,当经过IGBT器件的电流过流时,DSP停止向IGBT器件传输PWM信号,进行封波保护,进而实现驱动电路不受损坏。
图5为本申请实施例提供的过流保护电路的又一种电路示意图。如图5所示,处理单元104包括电流采集接口,电流采集接口与采样电阻201电连接,处理单元104被配置为将接收到的电流由模拟信号转化为数字信号,并响应于数字信号大于设定值时,停止向功率开关器件传输脉冲宽度调制信号。
在一些具体实施例中,处理单元104包括但不限于DSP,DSP包括许多模数转换的电流采集接口,电流采集接口包括A/D模块,可以将接收到的电流信号由模拟信号转化为数字信号。
具体而言,对于下桥逆变驱动模块异常过流时,驱动电路有两重保护机制,第一重下桥逆变驱动模块异常过流时驱动电路的保护机制已在上文描述,在此不在赘述。第二重下桥逆变驱动模块异常过流时的驱动电路保护机制为:当负载105开始工作时,经第一驱动支路l1、第二驱动支路l2或第三驱动支路l3流出电流,流出的电流经过下桥逆变驱动模块1012。由于下桥逆变驱动模块1012具有逆变的功能,因此可以将接收到的信号由直流电信号转化为交流电信号,转化后的交流电信号经过位于驱动支路上的采样电阻201。采样电阻201对流经的交流电信号进行采样,然后传递给处理单元104的电流采集接口。处理单元104将接收到的电流由模拟信号转化为数字信号,并于驱动电路的软件控制端设置阈值,若处理单元104检测到转化后的数字信号大于驱动电路软件控制端所设定的阈值,则表明下桥逆变驱动模块1012发生异常过流,此时处理单元104停止向功率开关器件传输脉冲宽度调制信号,功率开关器件关断,逆变驱动子电路101停止工作,实现下桥逆变驱动模块异常过流时驱动电路的第二重保护机制。
图6为本申请实施例提供的过流保护电路的第一采样比较子电路的一种电路示意图。如图6所示,第一采样比较子电路103包括:分压模块组601和比较模块602。
分压模块组601的第一端与参考电压端VCC电连接,分压模块组601的第二端与接地端电连接;
比较模块602的第一输入端与分压模块组601的第三端电连接,比较模块602的第一输入端接收分压模块组601提供的参考电压,比较模块602的第二输入端接收第一压降,比较模块602的输出端与处理单元104电连接,比较模块602被配置为响应于第一压降大于参考电压端VCC的参考电压,向处理单元104输出第一电平。
具体而言,比较模块602主要用于将两个输入端的电压进行比较,第一输入端为由分压模块组所提供的参考电压,第二输入端为采集到的采样电阻两端的第一压降,当第二输入端的电压大于第一输入端的电压,则比较器输出第一电平给处理单元104。
在一些具体实施例中,第一电平为低电平,处理单元104包括但不限于DSP,即当采集到的第一压降大于比较器所设定的参考电压时,比较器输出低电平给DSP,DSP接收到低电平,停止向功率表开关器件传输PWM信号,实现DSP封波保护。
继续参见图6,第一采样比较子电路103还包括比较模块603、放大模块602、第一分压模块604、第二分压模块605、第三分压模块606、第四分压模块607和第一滤波模块608。
放大模块603的输入端接收第一压降,放大模块603的输出端与比较模块602的第二输入端电连接,放大模块603被配置为放大第一压降;
比较模块602被配置为响应于放大后的第一压降大于参考电压端的参考电压,向处理单元104输出第一电平。
第一分压模块604的第一端与分压模块组601的第三端电连接,第一分压模块604的第二端与比较模块602的第一输入端电连接;
第二分压模块605的第一端与比较模块602的第一输入端电连接,第二分压模块605的第二端与比较模块602的输出端电连接;
第三分压模块606的第一端与比较模块602的输出端电连接,第三分压模块606的第二端与处理单元104电连接;
第四分压模块607的第一端与供电端VCC电连接,第四分压模块607的第二端与比较模块602的输出端及第三分压模块606的第一端电连接;
第一滤波模块608的第一端与第三分压模块606的第二端及处理单元104电连接,第一滤波模块608的第二端与接地端电连接。
具体而言,第一分压模块604、第二分压模块605、第三分压模块606和第四分压模块607在电路中起限流保护电路的作用,其中第四分压模块607还起上拉电路的作用,第一滤波模块608在电路中起滤波的作用。
图7是本申请实施例提供的过流保护电路的第一采样比较子电路的另一种电路示意图。如图7所示,分压模块组601包括:第五分压模块6011和第六分压模块6012。
第五分压模块6011的第一端与参考电压端电连接,第五分压模块6011的第二端与第一分压模块604的第一端电连接;
第六分压模块6012的第一端与第五分压模块6011的第二端及第一分压模块604的第一端电连接,第六分压模块6012的第二端与接地端电连接;
具体而言,第五分压模块6011和第六分压模块6012起调节阈值电压的作用,通过改变第五分压模块6011与第六分压模块6012阻值比值的大小,来改变阈值电压。
在一些具体实施例中,可选地,分压模块组的参考电压端VCC为3.3V,第五分压模块6011和第六分压模块6012为两个阻值相等的电阻,此时参考电压被分压,提供给比较模块602第一输入端的阈值电压为3.3V的一半,即1.65V。
继续参见图7,第一采样比较子电路还包括:第七分压模块701、第八分压模块702、第九分压模块703、第十分压模块704、第十一分压模块705和第二滤波模块706。
第七分压模块701的第一端用于接收第一母线m1的电流信号,第七分压模块701的第二端与放大模块的第一输入端电连接;
第八分压模块702的第一端用于接收第一母线m1的电流信号,第八分压模块702的第二端与放大模块的第二输入端电连接;
第九分压模块703的第一端与供电端VCC电连接,第九分压模块703的第二端与第七分压模块701的第二端及放大模块603的第一输入端电连接;
第十分压模块704的第一端与放大模块603的第二输入端及第八分压模块702的第二端电连接,第十分压模块704的第二端与放大模块603的输出端电连接;
第十一分压模块705的第一端与放大模块603的输出端电连接,第十一分压模块705的第二端与比较模块602的第二输入端电连接;
第二滤波模块706的第一端与第十一分压模块705的第二端及比较模块602的第二输入端电连接,第二滤波模块706的第二端与接地端电连接。
具体而言,第七分压模块701、第八分压模块702、第九分压模块703、第十分压模块704、第十一分压模块705和放大模块603整体起放大第一压降的作用,第二滤波模块706在电路中起滤波的作用。
在一些具体实施例中,可选地,第七分压模块701、第八分压模块702、第九分压模块703、第十分压模块704和第十一分压模块705可以为电阻,放大模块603的放大倍数为第十分压模块704的阻值除以第八分压模块702的阻值。
图8为本申请实施例提供的过流保护电路的第一采样比较子电路的又种电路示意图。如图8所示,根据本申请的一些实施例,可选地,比较模块602可以包括比较器U1,第一分压模块604可以包括第一分压电阻R4,第二分压模块605可以包括第二分压电阻R5,第三分压模块606可以包括第三分压电阻R6,第四分压模块可以包括第四分压电阻R7,第五分压模块6011可以包括第五分压电阻R8,第六分压模块6012可以包括第六分压电阻R9,第七分压模块701可以包括第七分压电阻R10,第八分压模块702可以包括第八分压电阻R11,第九分压模块703可以包括第九分压电阻R12,第十分压模块704可以包括第十分压电阻R13,第十一分压模块705可以包括第十一分压电阻R14,第一滤波模块608可以包括第一滤波电容C2,第二滤波模块706可以包括第二滤波电容C3,放大模块603可以包括放大器U2,处理单元104可以包括DSP。
分压模块组601的第一端与参考电压端电连接,参考电压可以包括3.3V,分压模块组601的第二端与接地端电连接;
比较器U1的第一输入端与分压模块组601的第三端电连接,比较器U1的第一输入端接收分压模块组601提供的参考电压,比较器U1的第二输入端接收第一压降,比较器U1的输出端与DSP电连接,比较器U1被配置为响应于第一压降大于参考电压端的参考电压,向DSP输出第一电平。
放大器U2,放大器U2的输入端接收第一压降,放大器U2的输出端与比较器U1的第二输入端电连接,放大器U2被配置为放大第一压降;
比较器U1被配置为响应于放大后的第一压降大于参考电压端的参考电压,向DSP输出第一电平。
第一分压电阻R4的第一端与分压模块组601的第三端电连接,第一分压电阻R4的第二端与比较器U1的第一输入端电连接;
第二分压电阻R5的第一端与比较器U1的第一输入端电连接,第二分压电阻R5的第二端与比较器U1的输出端电连接;
第三分压电阻R6的第一端与比较器U1的输出端电连接,第三分压电阻R6的第二端与DSP电连接;
第四分压电阻R7的第一端与供电端电连接,供电端电压可以包括3.3V,第四分压电阻R7的第二端与比较器U1的输出端及第三分压电阻R6的第一端电连接;
第一滤波电容C2的第一端与第三分压电阻R6的第二端及DSP电连接,第一滤波电容C2的第二端与接地端电连接。
分压模块组601包括:第五分压电阻R8和第六分压电阻R9。
第五分压电阻R8的第一端与3.3V的参考电压端电连接,第五分压电阻R8的第二端与第一分压电阻R4的第一端电连接;
第六分压电阻R9的第一端与第五分压电阻R8的第二端及第一分压电阻R4的第一端电连接,第六分压电阻R9的第二端与接地端电连接;
第一采样比较子电路还包括:第七分压电阻R10、第八分压电阻R11、第九分压电阻R12、第十分压电阻R13、第十一分压电阻R14和第二滤波电容C3。
第七分压电阻R10的第一端用于接收第一母线m1的电流信号,第七分压电阻R10的第二端与放大器U2的第一输入端电连接;
第八分压电阻R11的第一端用于接收第一母线m1的电流信号,第八分压电阻R11的第二端与放大器U2的第二输入端电连接;
第九分压电阻R12的第一端与供电端电连接,第九分压电阻R12的第二端与第七分压电阻R10的第二端及放大器U2的第一输入端电连接;
第十分压电阻R13的第一端与放大器U2的第二输入端及第八分压电阻R11的第二端电连接,第十分压电阻R13的第二端与放大器U2的输出端电连接;
第十一分压电阻R14的第一端与放大器U2的输出端电连接,第十一分压电阻R14的第二端与比较器U1的第二输入端电连接;
第二滤波电容C3的第一端与第十一分压电阻R14的第二端及比较器U1的第二输入端电连接,第二滤波电容C3的第二端与接地端电连接。
根据本申请的一些实施例,一方面,由第七分压电阻R10、第八分压电阻R11、第九分压电阻R12、第十分压电阻R13、放大器U2、第十一分压电阻R14和第二滤波电容C3所构成的电路用于放大接收到的压降,可以将接收到的压降放大R13/R11倍,之后传输给比较器U1的负输入端;另一方面,比较器U1的正输入端可以提供阈值电压,通过调节第五分压电阻R8和第六分压电阻R9的阻值来调节阈值电压。当参考电压端为3.3V时,使第五分压电阻R8和第六分压电阻R9阻值相等,利用第五分压电阻R8和第六分压电阻R9的分压作用使得阈值电压为1.65V。当正输入端提供1.65V的阈值电压,若负输入端接收到的放大后的第一压降大于所设阈值电压,则表明所采集端发生异常过流,比较器U1输出端输出低电平给DSP,DSP停止向功率开关器件传输PWM波,功率开关器件关断,逆变驱动子电路停止工作,从而实现对驱动电路的保护。
图9是本申请实施例提供的过流保护电路的又一种电路示意图。如图9所示,在一些具体实施例中,上桥逆变驱动模块1011可以包括第一IGBT器件T1、第二IGBT器件T2和第三IGBT器件T3,下桥逆变驱动模块1012可以包括第四IGBT器件T4、第五IGBT器件T5和第六IGBT器件T6,负载105可以包括压缩机M,负载105的第一相,第二相,第三相分别为压缩机的U相,V相,W相,传感单元102可以包括母线电流传感器U3,采样电阻201包括第一采样电阻R1、第二采样电阻R2和第三采样电阻R3。
母线电流传感器U3的第一端与母线电容C1的正极板电连接,母线电流传感器U3的第二端与第一IGBT器件T1的第一端、第二IGBT器件T2的第一端及第三IGBT器件T3的第一端电连接,母线电流传感器U3两端与第一采样比较子电路电连接;
第一IGBT器件T1的第二端与压缩机第一相及第四IGBT器件T4的第一端电连接,第二IGBT器件T2的第二端与压缩机V相及第五IGBT器件T5的第一端电连接,第三IGBT器件T3的第二端与压缩机W相及第六IGBT器件T6的第一端电连接;
第四IGBT器件T4的第二端与第一采样电阻R1的第一端电连接,第五IGBT器件T5的第二端与第二采样电阻R2的第一端电连接,第六IGBT器件T6的第二端与第三采样电阻R3的第一端电连接;
第一采样电阻R1、第二采样电阻R2和第三采样电阻R3的第二端均与母线电容C1的负极板电连接,且第一采样电阻R1、第二采样电阻R2和第三采样电阻R3的两端均与第二采样比较子电路电连接;
如此,既可以检测下桥逆变驱动模块的异常过流并保护,也可以检测母线的异常过流并保护。
图10是本申请实施例提供的一种过流保护电路的实现逻辑图,如图10所示,当母线电流采样值超过第一采样比较子电路中的阈值电压、下桥采样的电流超过第二采样比较子电路中的阈值电压,或者DSP中的A/D检测的电流超过软件设定值时,触发DSP封波,从而实现对压缩机驱动电路的三重保护。
应当理解的是,本申请实施例附图提供的电路的具体结构仅仅是一些示例,并不用于限定本申请。另外,在不矛盾的情况下,本申请提供的上述各实施例可以相互结合。
需要明确的是,本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述,各个实施例之间相同或相似的部分互相参见即可,每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。依照本申请如上文所述的实施例,这些实施例并没有详尽叙述所有的细节,也不限制该申请仅为所述的具体实施例。显然,根据以上描述,可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例,是为了更好地解释本申请的原理和实际应用,从而使所属技术领域技术人员能很好地利用本申请以及在本申请基础上的修改使用。本申请仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。
本领域技术人员应能理解,上述实施例均是示例性而非限制性的。在不同实施例中出现的不同技术特征可以进行组合,以取得有益效果。本领域技术人员在研究附图、说明书及权利要求书的基础上,应能理解并实现所揭示的实施例的其他变化的实施例。在权利要求书中,术语“包括”并不排除其他结构;数量涉及“一个”但不排除多个;术语“第一”、“第二”用于标示名称而非用于表示任何特定的顺序。权利要求中的任何附图标记均不应被理解为对保护范围的限制。某些技术特征出现在不同的从属权利要求中并不意味着不能将这些技术特征进行组合以取得有益效果。
Claims (10)
1.一种过流保护电路,其特征在于,包括:
供电电容;
逆变驱动子电路,所述逆变驱动子电路包括至少一个功率开关器件,所述逆变驱动子电路的第一端通过第一母线与所述供电电容的正极板电连接,所述逆变驱动子电路的第二端通过第二母线与所述供电电容的负极板电连接,所述逆变驱动子电路的第三端与负载电连接;
传感单元,所述传感单元与所述第一母线电连接;
第一采样比较子电路,所述第一采样比较子电路分别与所述传感单元的两端和参考电压端电连接,所述第一采样比较子电路被配置为采集所述传感单元两端的第一压降,并响应于所述第一压降大于所述参考电压端的参考电压,输出第一电平;
处理单元,所述处理单元分别与所述第一采样比较子电路和所述功率开关器件的控制端电连接,所述处理单元被配置为响应于所述第一电平,停止向所述功率开关器件传输脉冲宽度调制信号。
2.根据权利要求1所述的过流保护电路,其特征在于,所述逆变驱动子电路包括至少一条驱动支路,所述驱动支路包括:
上桥逆变驱动模块,所述上桥逆变驱动模块的第一端通过第一母线与所述供电电容的正极板电连接,所述上桥逆变驱动模块的第二端与负载电连接;
下桥逆变驱动模块,所述下桥逆变驱动模块的第一端与所述上桥逆变驱动模块的第二端及负载电连接;
所述过流保护电路还包括:
采样电阻,电连接于所述驱动支路上;
第二采样比较子电路,所述第二采样比较子电路分别与所述采样电阻的两端、所述参考电压端和所述处理单元电连接,所述第二采样比较子电路被配置为采集所述采样电阻两端的第二压降,并响应于所述第二压降大于所述参考电压,向所述处理单元输出所述第一电平。
3.根据权利要求2所述的过流保护电路,其特征在于,所述采样电阻电连接于所述上桥逆变驱动模块的第一端与所述第一母线之间,和/或,所述采样电阻电连接于所述下桥逆变驱动模块的第二端与所述第二母线之间。
4.根据权利要求2所述的过流保护电路,其特征在于,所述逆变驱动子电路包括第一驱动支路、第二驱动支路和第三驱动支路,所述第一驱动支路与所述负载的第一相电连接,所述第二驱动支路与所述负载的第二相电连接,所述第三驱动支路与所述负载的第三相电连接;
所述采样电阻包括第一采样电阻、第二采样电阻和第三采样电阻,所述第一采样电阻电连接于所述第一驱动支路上,所述第二采样电阻电连接于所述第二驱动支路上,所述第三采样电阻电连接于所述第三驱动支路上;
所述第二采样比较子电路包括第一子采样比较子电路、第二子采样比较子电路和第三子采样比较子电路,所述第一子采样比较子电路分别与所述第一采样电阻的两端、所述参考电压端和所述处理单元电连接,所述第二子采样比较子电路分别与所述第二采样电阻的两端、所述参考电压端和所述处理单元电连接,所述第三子采样比较子电路分别与所述第三采样电阻的两端、所述参考电压端和所述处理单元电连接。
5.根据权利要求4所述的过流保护电路,其特征在于,所述第一采样电阻电连接于所述第一驱动支路的所述下桥逆变驱动模块的第二端与所述第二母线之间,所述第二采样电阻电连接于所述第二驱动支路的所述下桥逆变驱动模块的第二端与所述第二母线之间,所述第三采样电阻电连接于所述第三驱动支路的所述下桥逆变驱动模块的第二端与所述第二母线之间;
或者,所述第一采样电阻电连接于所述第一驱动支路的所述上桥逆变驱动模块的第一端与所述第一母线之间,所述第二采样电阻电连接于所述第二驱动支路的所述上桥逆变驱动模块的第一端与所述第一母线之间,所述第三采样电阻电连接于所述第三驱动支路的所述上桥逆变驱动模块的第一端与所述第一母线之间。
6.根据权利要求3所述的过流保护电路,其特征在于,所述处理单元包括电流采集接口,所述电流采集接口与所述采样电阻电连接,所述处理单元被配置为将接收到的电流由模拟信号转化为数字信号,并响应于所述数字信号大于设定值时,停止向所述功率开关器件传输脉冲宽度调制信号。
7.根据权利要求1所述的过流保护电路,其特征在于,所述第一采样比较子电路包括:
分压模块组,所述分压模块组的第一端与所述参考电压端电连接,所述分压模块组的第二端与接地端电连接;
比较模块,所述比较模块的第一输入端与所述分压模块组的第三端电连接,所述比较模块的第一输入端接收所述分压模块组提供的参考电压,所述比较模块的第二输入端接收所述第一压降,所述比较模块的输出端与所述处理单元电连接,所述比较模块被配置为响应于所述第一压降大于所述参考电压端的参考电压,向所述处理单元输出所述第一电平。
8.根据权利要求7所述的过流保护电路,其特征在于,所述第一采样比较子电路还包括:
放大模块,所述放大模块的输入端接收所述第一压降,所述放大模块的输出端与所述比较模块的第二输入端电连接,所述放大模块被配置为放大所述第一压降;
所述比较模块被配置为响应于放大后的所述第一压降大于所述参考电压端的参考电压,向所述处理单元输出所述第一电平。
9.根据权利要求8所述的过流保护电路,其特征在于,所述第一采样比较子电路还包括:
第一分压模块,所述第一分压模块的第一端与所述分压模块组的第三端电连接,所述第一分压模块的第二端与所述比较模块的第一输入端电连接;
第二分压模块,所述第二分压模块的第一端与所述比较模块的第一输入端电连接,所述第二分压模块的第二端与所述比较模块的输出端电连接;
第三分压模块,所述第三分压模块的第一端与所述比较模块的输出端电连接,所述第三分压模块的第二端与所述处理单元电连接;
第四分压模块,所述第四分压模块的第一端与供电端电连接,所述第四分压模块的第二端与所述比较模块的输出端及所述第三分压模块的第一端电连接;
第一滤波模块,所述第一滤波模块的第一端与所述第三分压模块的第二端及所述处理单元电连接,所述第一滤波模块的第二端与接地端电连接。
10.根据权利要求9所述的过流保护电路,其特征在于,所述分压模块组包括:
第五分压模块,所述第五分压模块的第一端与所述参考电压端电连接,所述第五分压模块的第二端与所述第一分压模块的第一端电连接;
第六分压模块,所述第六分压模块的第一端与所述第五分压模块的第二端及所述第一分压模块的第一端电连接,所述第六分压模块的第二端与接地端电连接;
所述第一采样比较子电路还包括:
第七分压模块,所述第七分压模块的第一端被配置为接收第一母线的电流信号,所述第七分压模块的第二端与所述放大模块的第一输入端电连接;
第八分压模块,所述第八分压模块的第一端被配置为接收第一母线的电流信号,所述第八分压模块的第二端与所述放大模块的第二输入端电连接;
第九分压模块,所述第九分压模块的第一端与供电端电连接,所述第九分压模块的第二端与所述第七分压模块的第二端及所述放大模块的第一输入端电连接;
第十分压模块,所述第十分压模块的第一端与所述放大模块的第二输入端及所述第八分压模块的第二端电连接,所述第十分压模块的第二端与所述放大模块的输出端电连接;
第十一分压模块,所述第十一分压模块的第一端与所述放大模块的输出端电连接,所述第十一分压模块的第二端与所述比较模块的第二输入端电连接;
第二滤波模块,所述第二滤波模块的第一端与所述第十一分压模块的第二端及所述比较模块的第二输入端电连接,所述第二滤波模块的第二端与所述接地端电连接。
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