[发明专利]一种桥臂直通保护电路及整流电路

说明书

技术领域

本发明涉及电子技术领域，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。

背景技术

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，1us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1us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0A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1us，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。

发明内容

本发明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。

本发明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。

本发明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。

在本发明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。

在本发明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。

在本发明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。

在本发明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。

在本发明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；