[发明专利]燃料电池汽车直流-直流变换器过流保护系统及保护方法

说明书

本申请公开了一种燃料电池汽车直流‑直流变换器过流保护系统及保护方法，其中，系统包括：功率MOSFET、功率MOSFET驱动电路、电流传感器和控制器，其中，功率MOSFET驱动电路，用于根据控制器生成的PWM信号驱动功率MOSFET的同时，检测功率MOSFET的饱和压降；电流传感器，用于检测直流‑直流变换器的输入电流；控制器，用于在饱和压降和/或输入电流满足过流条件时，控制功率MOSFET执行保护动作，以对功率MOSFET和直流‑直流变换器进行过流保护。本申请实施例的保护系统可以增强直流‑直流变换器的安全性，克服由于过流导致功率MOSFET乃至直流‑直流变换器的损坏的问题，对直流‑直流变换器形成有效保护。

技术领域

本申请涉及电力电子技术领域，特别涉及一种燃料电池汽车直流-直流变换器过流保护系统及保护方法。

背景技术

直流-直流变换器在以燃料电池为主要动力源的动力系统中，起到电压匹配、功率匹配、保护电化学动力源和对燃料电池进行状态估计等作用，对动力系统性能产生重要影响，因此保证直流-直流变换器的安全性十分重要。大功率场合下燃料电池汽车直流-直流变换器多采用BOOST或者BUCK电路拓扑结构，其功能实现主要依赖功率MOSFET的通断，功率MOSFET的过流耐受能力较弱，故过流对直流-直流变换器的损害较大，一种可靠的过流保护方法意义重大。

相关技术中，按照现有的直流-直流变换器过流保护主要有输入电流检测和输出电流检测等，通过检测直流-直流变换器的输入侧和输出侧的电流值，在DSP中与设定阈值相比较判断是否过流，继而控制PWM(Pulse width modulation，脉冲宽度调制)信号的输出，完成过流保护。但是由于直流-直流变换器中的主要功率半导体器件——功率MOSFET的过流耐受时间较短，而现有的过流保护方法从电流检测，到DSP(Digital Signal Process，数字信号处理)进行分析，最终拉低所有驱动信号所需时间较长，难以对直流-直流变换器形成有效保护。

申请内容

本申请提供一种燃料电池汽车直流-直流变换器过流保护系统及保护方法，以解决相关技术中从电流检测，到DSP进行分析，最终拉低所有驱动信号所需时间较长，难以对直流-直流变换器形成有效保护等问题。

本申请第一方面实施例提供一种燃料电池汽车直流-直流变换器过流保护系统，保护系统包括：功率MOSFET、功率MOSFET驱动电路、电流传感器和控制器，其中，所述功率MOSFET驱动电路，用于根据所述控制器生成的PWM信号驱动所述功率MOSFET的同时，检测所述功率MOSFET的饱和压降；所述电流传感器，用于检测直流-直流变换器的输入电流；所述控制器，用于在所述饱和压降和/或所述输入电流满足过流条件时，控制所述功率MOSFET执行保护动作，以对所述功率MOSFET和所述直流-直流变换器进行过流保护。

可选地，在本申请的一个实施例中，还包括：处理器，用于对所述PWM信号进行处理，以生成驱动所述功率MOSFET的驱动信号，并且以在所述功率MOSFET执行保护动作时，判定故障发生，控制所述直流-直流变换器停止工作。

可选地，在本申请的一个实施例中，所述处理器还用于接收外部设备发送的故障信号，并根据所述故障信号控制所述直流-直流变换器停止工作。

可选地，在本申请的一个实施例中，所述饱和压降的计算公式为：

U_DS＝I_DSR_on

其中，所述U_DS为所述饱和压降，所述R_on为所述功率MOSFET的导通电阻，所述I_DS为导通电流。

可选地，在本申请的一个实施例中，所述过流条件为所述饱和压降大于预设阈值，或者所述输入电流大于预设电流。