[发明专利]一种整流模块的输出保护方法及装置

说明书

本发明提出一种整流模块的输出保护方法及装置，所述装置包括滤波电路、输出端子、充电电池、驱动电路、负电流采样电路、以及控制芯片；所述方法包括：步骤1、在上电进行初始化时断开泄放电阻，校准负电流阈值I1对应的采样值；步骤2、接着在中断服务程序或者主程序中以T1为周期定时比较输出电流Io采样值与I1对应的采样值；步骤3、连续判断N次输出电流Io是否满足Io＜I1，如果都满足的话则判定反堵二极管短路，发出指令，断开泄放电阻，如果不满足则进入步骤4；步骤4、在不是负电流的情况下，接着判断是否满足需要闭合泄放电阻的条件，如果满足则闭合泄放电阻一段时间T2，保证输出电压下降到安全电压以下，如果不满足则断开泄放电阻。

技术领域

本发明涉及电力领域，尤其是一种整流模块的输出保护方法及装置。

背景技术

新能源电动汽车作为一种新型交通工具，在缓解能源危机和治理城市空气质量等方面有不可比拟的优势，代表了未来汽车发展的方向。为了解决电动汽车的续航里程焦虑问题，需要加快电池的充电速度，这使得充电桩充电(整流)模块的输出功率和电流不断增大，输出电压不断提高，目前充电电压最高已达950V。对于这种几百伏的输出电压，为了保证安全，需要在模块关机后快速泄放掉输出电容上的电压，所以一般充电模块都会有一个泄放电路，通过模块的控制芯片(如DSP、MCU等)发出开关信号控制泄放电阻是否并联在输出电容上进行放电。然而，在实际应用中可能会因为充电桩的控制时序不合理或者其他原因导致模块的输出反堵二极管短路失效，从而电池直接与模块输出导通，如果此时泄放电阻被控制开关并联在输出电容上，与电池形成闭合回路，那么就会导致泄放电阻过热烧毁，损坏模块PCB，更严重的话可能引起模块端子起火烧毁充电桩。

对于这种输出反堵二极管短路失效可能导致泄放电阻烧毁的问题，现在的充电模块有的不采取任何保护措施，有的是采用通过检测输出电压来保护。采用检测输出电压来保护的方法按是否有电池电压采样可以分为两种：

(1)一种没有电池电压采样的，此方法检测在关机后的模块输出电压，如果经过一定时间T1后输出电压仍然大于一定值V1，则认为反堵二极管已经短路，控制芯片发出指令断开泄放电阻。为了能够及时保护泄放电阻不烧毁T1必须足够小，而为了避免模块正常时误判反堵二极管短路T1又必须大于正常的电压放电下降时间，同时因为充电模块所连接的电池电压有可能从100多伏到几百伏，V1必须小于最小的正常电池电压值，而这就会使得T1较长，由于这些相互矛盾的限制条件，往往无法选出同时满足条件的T1和V1，从而导致此方法在有些工况下并不能起到保护的作用。

(2)另一种是有电池电压采样的，此方法是通过检测模块输出电压与电池电压之间的压差(即二极管的电压Vd)来判断反堵二极管是否短路，从而判断是否需要断开泄放电阻。但是此方法有个明显缺点就是成本较高，一方面需要多增加一路电池电压的采样，另一方面由于二极管导通压降本身比较小(0.7V左右)，而输出电压与电池电压的最大值可能达到1000V以上，采用现在常用的12位AD采样器精度难以满足控制要求，需要采用更高精度的AD采样器，这也会增加成本。另外此方法的判断逻辑也比较复杂。

发明内容

为了解决现有技术存在的缺陷，本发明提出一种通过检测输出负电流(反灌电流)来判断反堵二极管是否短路失效，保护泄放电路的方法及装置，此方法不增加模块成本，逻辑简单，可以全面可靠的保证在各种工况下有效保护泄放电路。

本发明的技术方案为：一种整流模块的输出保护装置，包括滤波电路、输出端子、充电电池、驱动电路、负电流采样电路、以及控制芯片；

其中，在输出端子上通过开关并联有泄放电阻，所述滤波电路通过输出反堵二极管连接到输出端子，所述的输出端子与充电电池相连接；

在滤波电路与输出端子之间的还连接有采样电阻作为输出电流采样分流器，所述采样电阻两端连接有可采负电流的输出电流采样电路；控制芯片通过驱动电路控制开关导通和关断，并通过输出电流采样电路采集采样电阻上的电流，判断输出反堵二极管是否短路。