[发明专利]一种功率管过流保护电路

说明书

技术领域

本发明属于变流器过流保护领域，具体的说，是涉及一种变流器桥式电路中功率管的过流保护的电路。

背景技术

变流器中功率管保护电路的好坏跟产品的可靠性和安全性密切相关，优秀的保护电路不仅可以缩短产品研发的周期，而且可以增强产品的可靠性和安全性，延长产品的使用寿命。电力电子技术是一门实践性很强的技术，由于高电压大电流的环境，使得产品研发是很大程度上依赖实战经验，在驱动和保护电路的设计方面显得束手无策，多数时候设计人员会在提高驱动设计和布局的合理性方面下功夫，忽略保护电路的设计，虽然在正常情况下产品能稳定工作不出问题，但是产品的可靠性会大大降低。

在现有技术的产品设计中，技术人员通常采用两种技术方法以实现功率管电流过流时对功率管的保护。一种方法为在现有电路的基础上加装智能功率模块，但此种方法会大大增加产品的成本。另一种方法将现有电路的驱动芯片改为带有保护功能的驱动芯片来简化设计，以达到过流保护的目的。但是带有保护功能的驱动芯片过流保护值不能调节，加上实际电路中不可避免的存在干扰问题，这就使得过流保护功能容易误动作，从而不能正常工作，严重影响电路的灵活性和适用性，不具备被广泛应用的潜力。此外，现有技术产品的驱动模块还存在设计普遍比较复杂的问题，例如采用双电源供电模式，导致电路模块体积大，功耗大，使用起来也不方便。

发明内容

针对上述技术问题，本发明目的在于提供一种经济实用、简单易实现的解决功率管的过流保护的电路，以提高变流器产品的可靠性和稳定性。

一种功率管过流保护电路，包括驱动单元和数个桥臂单元，每个桥臂单元连接有一个功率管，驱动单元连接桥臂单元控制功率管的导通和关闭；所述保护电路还包括：

电流检测单元，输入端与驱动单元及桥臂单元相连，用以实时监测流过功率管的电流的电压大小；

比较锁存单元，输入端与电流检测单元相连，用以根据电流的电压值判断电流是否过流；

驱动缓关单元，输入端与比较锁存单元相连，当比较锁存单元检测到功率管过流时，用以对功率管进行缓关操作，以延长功率管的耐流时间；

故障信号隔离单元，输入端与驱动缓关单元相连，输出端与控制单元输入端相连，故障信号隔离单元接受到故障信号后向驱动单元发出关闭指令，当驱动单元收到该指令后关闭桥臂单元功率管；

控制单元，输入端与故障信号隔离单元相连，输出端与驱动单元相连，用以接收故障信号触发中断响应，当检测到有故障信号时，控制单元会立即停止其它工作转而处理该故障。

所述比较锁存单元包括滞环比较器和参考电压产生电路，所述参考电压产生电路为比较器提供参考电压，所述滞环比较器的输入端输入参考电压和实时电压，所述滞环比较器的输出端输出一电平信号。

所述驱动缓关单元包括连接桥臂单元的缓关电路，当驱动缓关单元接收到比较锁存单元发出的电平信号为低电平时，缓关电路调节功率管关闭速度，保证功率管安全关闭。

所述故障信号隔离单元包括一个光耦隔离电路，所述光耦隔离电路将驱动缓关单元输入的电平信号转换为可被控制单元识别的数字信号。

所述控制单元还包括一个累加器，当控制单元产生中断响应时，累加器会进行计数累加，当累加次数超过系统预设值时，控制单元即发出停机信号。

所述驱动单元包括一光耦驱动电路，所述光耦驱动电路输入端接入控制单元，输出端分别与桥接单元和电流检测单元相连。

所述故障信号隔离单元与驱动单元均通过弱电电源供电。

本发明提供的一种功率管过流保护电路，可以方便检测功率管的电流，同时灵活地设置电流保护值，并且调节功率管缓关的时间，不仅能消除电路中的干扰信号，而且还可快速对过流故障做出响应，最终确保功率管的安全，提高产品的性能；此外在对变流器产品进行安全认证的时候，可以顺利保障功率管通过破坏性试验，而不会引起炸管；在实际使用中也能大幅提高产品的安全性和可靠性，增强产品的竞争力。

附图说明

图1是本发明系统结构示意图；

图2是本发明电流检测单元电路图；

图3是本发明比较锁存单元电路图；

图4是本发明驱动缓关单元电路图；

图5是本发明故障信号隔离单元电路图；

图6是本发明控制单元示意图；

图7是本发明功率管驱动单元电路图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清晰，下面结合附图及实施例，对本发明进行详细说明。