[发明专利]一种磁悬浮离心式鼓风机专用电源的过流保护电路

说明书

技术领域

本发明涉及电子技术领域，尤其涉及一种磁悬浮离心式鼓风机专用电源的过流保护电路。

背景技术

随着电力电子技术的飞速发展，作为其关键技术的MOSFET、IGBT等大功率器件因其出色的高频开关特性而被广泛地应用于通信、电子等各种领域。但它们作为一种大功率的复合器件，具有较弱的承受短时过载的能力。当工作中因过压或过流而使管内能量积聚时，极容易引起雪崩并损坏器件。因而在实际应用中过流保护技术一直是影响功率器件装置可靠、稳定运行的关键。

本发明涉及的电源主要是磁轴承线圈控制器的供电电源，输入电压范围为330VDC~700VDC，输出特性为300VDC/5A。由于该电源输入电压范围比较宽，输出功率较大；并且，电源在磁悬浮鼓风机上电瞬间、转子悬浮瞬间输出电流有较大过冲，输出电压有明显的台阶和回沟现象，甚至在转子悬浮瞬间电源300V输出瞬间被切断，造成转子失稳后撞磁轴承，损坏风机。针对这种工况，一般有以下几点想法：

1.增强电源的冗余能力，或将电源并联使用。如此，输出电流被提高了，但远远超出了磁轴承正常工作时的工作电流，电源利用率不足50%，既是一种浪费，电源长期轻载也对不利于电源安全稳定工作。

2.将300V输出后增加充电回路，当300V输出在出现过流瞬间被切断后，充电回路可以持续维持300V一段时间待风机停机。但充电所需的充电电容很大，且很难维持磁轴承所需的高功率。

3.提高输出过流的动作保护点。由于转子悬浮瞬间产生的电流过冲每次都不一样，难以确定其过冲的峰值而无法确定动作保护值。另外，将输出过流动作保护值一味抬高将影响电源的安全保护灵敏度，当真正的输出短路出现而电源又没有及时保护。

4.将电源设计为恒流源输出，300V电源持续输出8A，输出超出此电流时输出电压慢慢降低；当输出电流回落后，电压也随着上升至300V。但此上升和跌落时间要求很短，且当300V跌至一定幅值时磁轴承控制器就会先失效。

综上几点分析提出本发明设计的方法：提高检测过流信号的持续时间，检测过流信号产生的次数，从而形成输出过流保护的策略。

发明内容

本发明的实施例提供一种磁悬浮离心式鼓风机专用电源的过流保护电路，能够解决磁悬浮鼓风机在磁轴承悬浮瞬间出现短暂的过流时，原给保护轴承控制器供300V电压的专用电源出现切断300V输出而导致转子撞保护轴承故障，从而导致风机传动机构等易损坏的技术问题。

为达到上述目的，本发明的实施例采用如下技术方案：

包括：过流信号采样调理电路、2.5V基准电压源、比较器、CPLD芯片、专用电源主控芯片；过流信号经过所述过流信号采样调理电路，输出至比较器的“-”端与连接在比较器“+”端的基准电压进行比较；所述CPLD芯片包括消抖电路、锁存器电路、信号展宽电路、过流信号计数电路；

所述消抖电路将检测到的过流信号延迟1.28微秒，将干扰信号滤出，防止误保护，所述锁存器电路将经过滤后的过流信号状态锁存于SR锁存器里，所述信号展宽电路即是将过流信号展宽5.24ms，提高检测过流信号的持续时间，所述过流信号计数电路即是根据过流信号产生的次数决定是否进行输出过流保护的动作。

进一步地，所述消抖电路包括时钟计数器（inst241）、八个D-Q端顺序级联的D触发器，八个D触发器均分为两组，每组第一个D触发器的CP端与时钟分频计数器(inst241)的QC输出端电连接；第一组第一个D触发器(inst236)的D端与过流信号GLXH1电连接；

第一组第一个D触发器(inst236)的Q端分别与非门（inst247）和与门（inst246）的输入端连接；

第二组最后一个D触发器(inst240)的Q端分别与非门(inst248)和与门（inst245）的输入端连接；

当出现过流信号时，在时钟信号CLK的第一个上升沿，第一组第一个D触发器(inst236)输出低电平，第二个D触发器(inst235)在时钟信号CLK的第二个上升沿输出低电平，依次类推第八个D触发器(inst240)在时钟信号CLK的第八个上升沿输出低电平，将过流信号延迟1.28微秒，小于此延时时间的视为干扰信号。