[发明专利]用于过电压保护的方法、电力转换设备和存储介质

说明书

公开了一种用于过电压保护的方法、电力转换设备和计算机可读存储介质。该电力转换设备(例如电力转换器电路)包括初级绕组、辅助绕组和过电压保护电路(例如控制器和相应的一个或更多个电路部件)。初级绕组接收输入电压。辅助绕组磁耦合至初级绕组。初级绕组从输入电压接收能量，而辅助绕组从初级绕组接收能量。过电压保护电路控制从初级绕组接收的能量通过放电电路路径到参考电压(例如地)的传输。与输入电压相关联的(如从辅助绕组接收的)能量通过放电电路路径的传输防止了在输入电压暴露于诸如雷电引起的电涌状况期间对相应电力转换器电路的损坏。

技术领域

本发明一般地涉及电力电子的领域，并且具体地涉及电压转换器中的过电压保护。

背景技术

传统的电压调节器将输入电压转换为相应的输出电压。在某些情况下，常规的电压调节器和被转换的相应输入电压暴露于瞬态过电压状况，例如由雷击或其他状况引起的瞬态过电压状况。众所周知，部件暴露于在阈值以上的瞬态过电压会损坏电源，这导致需要更换相应的电压调节器或至少更换损坏的部件。

在过电压状况期间易于损坏的一种类型的部件是MOSFET(金属氧化物半导体场效应晶体管)。例如，如果在场效应晶体管的漏极与相应的源极之间施加大于阈值的电压，则该场效应晶体管将被损坏并且无法工作。

相应电力转换器电路中的其他类型的部件(例如半导体电路、电感器、电容器等)容易因过电压状况而损坏。

发明内容

本公开内容包括观察到常规电力供应装置遭受损伤。例如，如先前所讨论的，相应的电压调节器和相应的输入电压暴露于瞬态电压会损坏相应的电压调节器或由该电压调节器供电的相应装置。

本文的实施方式包括提供针对过电压状况的新的电路保护方式。

更具体地，本文的实施方式包括一种设备。在一个实施方式中，该设备(诸如电力转换器电路)包括：初级绕组、辅助绕组和过电压保护电路(诸如控制器和相应的一个或更多个电路部件)。初级绕组接收输入电压，该输入电压被转换为输出电压。初级绕组从输入电压接收能量；(磁耦合至初级绕组的)辅助绕组和次级绕组从初级绕组接收能量。在输入电压暴露于瞬变状况(例如雷电)的过电压状况期间，过电压保护电路的控制器检测到过电压状况并且控制从初级绕组接收的能量通过放电电路路径(例如包括辅助绕组、二极管和开关)到参考电压(例如地)的传输。

在一个实施方式中，如本文中进一步讨论的，放电电路路径经通过相应的控制器被激活并且仅在需要时被激活，从而减少了能量消耗的量。

如本文所述，通过放电电路路径的能量传输保护了电力转换器电路。例如，如本文中进一步论述的，在将输入电压暴露于(例如由于雷电或其他瞬变状况引起的)电涌状况期间，与输入电压相关联的能量的通过放电电路路径的传输防止了对相应电力转换器电路的损坏的发生。在过电压状况之前和之后(以及潜在的期间)，电力转换器电路向相应的动态负载供电。例如，在如先前所讨论的一个实施方式中，电力转换器电路还包括磁耦合至初级绕组的次级绕组。通过由输入电压供应的流经初级绕组的电流，次级绕组产生输出电压以向动态负载供电。

根据另外的示例性实施方式，该设备(诸如电力转换器电路、电压转换器等)包括电容器，在该电容器中存储输入电压；所述过电压保护电路还包括开关。(例如在放电电路路径中的)开关的激活通过放电电路路径将能量从辅助绕组传输到参考电压。在一个实施方式中，响应于感测到输入电压在阈值以上，过电压保护电路将从辅助绕组接收的能量通过放电电路路径传输到参考电压。阈值以上的输入电压指示对应于由于输入电压的过电压可能损坏电力转换器电路中的一个或更多个部件的状况。将输入电压的幅度保持为低于预定幅度防止损坏电压转换器。

在设备包括电容器以存储输入电压的又一示例性实施方式中，在过电压状况期间从辅助绕组接收的能量的通过放电电路路径的传输使电容器放电，从而减小了供应至初级绕组的输入电压的幅度。