[实用新型]一种限流保护电路及开关电路

说明书

本实用新型涉及一种限流保护电路及开关电路，限流保护电路包括：采样处理单元、限流判定单元、状态锁存单元和驱动单元；所述采样处理单元将采集到的功率回路的电流信号转换成直流电压信号后输出至所述限流判定单元；所述限流判定单元判断所述直流电压信号是否进入限流保护状态，并生成判定结果发送给所述状态锁存单元；所述状态锁存单元根据所述判定结果生成控制信号，并将所述控制信号发送给所述驱动单元；所述驱动单元根据所述控制信号驱动后级开关单元导通或关闭后级开关单元。利用纯硬件对电流采样监测，配合电子开关实现过电流快速保护动作，响应速度在百纳秒级，弥补了软件开发资源紧张及响应速度的不足。

技术领域

本实用新型涉及一种保护电路，特别涉及一种限流保护电路及开关电路。

背景技术

为防止异常时线路中的电流瞬时增大而导致用电设备损坏的情况发生，保证各类用电器的安全可靠运行，限流保护是必要的功能，例如串联保险丝就是最常见的保护方式，但保险丝只能是最后一道防线，损坏后一般不可恢复，实际应用还会增加额外的保护措施。

一些传统方案会使用断路器作为限流保护，但断路器的分断延时最快也仅能做到ms级，当短路等异常情况发生时，线路电流可能会以上百A/us的斜率上升，因此使用断路器作为限流保护同样存在着烧毁用电设备的风险。

目前在限流保护的解决方案中大部分都采用软件监测线路电流，实时控制开关管，发生异常时根据实际情况采取降频、降低占空比或者立即封波等措施降低负载功率。该类方案虽然分断速度得到了极大提升，但由于信号要经过控制器处理，一系列A/D、D/A转换，速度依然不能达到理想状态。同时对交变电流的采样还需要经过特殊算法处理，会占用一部分软件开发资源。市面上虽然也有一些使用专用电流采样芯片做交变电流采样的方案，但电路设计较为复杂，且成本高。

实用新型内容

有鉴如此，本实用新型旨在克服上述现有技术中至少一种缺陷，提供一种限流保护电路及开关电路，为软件资源分担压力，可快速关断功率回路中的开关单元，极大缩短线路分断时间，提高可靠性。

本实用新型解决上述技术问题的技术方案如下：

第一方面，提供一种限流保护电路，应用于驱动开关电路，包括：采样处理单元、限流判定单元、状态锁存单元和驱动单元；所述采样处理单元的输入端用于与功率回路的输出端 IS连接，输出端与所述限流判定单元的输入端连接，所述采样处理单元采集功率回路的电流信号转换成直流电压信号后输出至所述限流判定单元；所述限流判定单元的输出端与所述状态锁存单元的输入端连接，所述限流判定单元判断所述直流电压信号是否进入限流保护状态，并生成判定结果发送给所述状态锁存单元；所述状态锁存单元的输出端与所述驱动单元的输入端连接，所述状态锁存单元根据所述判定结果生成控制信号，并将所述控制信号发送给所述驱动单元；所述驱动单元的输出端分别用于与开关单元的门端和开关单元的第一端连接，用于根据所述控制信号驱动开关单元导通或关闭开关单元。

优选地，所述采样处理单元为交流采样处理单元，所述采样处理单元采集功率回路的电流信号并输出至所述限流判定单元，具体包括：所述交流采样处理单元将采集到的功率回路的交流电流信号转换成直流电压信号后输出至所述限流判定单元。

优选地，所述交流采样处理单元包括第一采样处理单元、第二采样处理单元和整合单元；所述第一采样处理单元的输入端用于与功率回路的输出端IS连接，输出端与所述整合单元的输入端连接，所述第一采样处理单元将采集到的功率回路的交流电流信号中的负半波信号反向放大生成第一直流电压信号，并将所述第一直流电压信号输出至整合单元；所述第二采样处理单元的输入端用于与功率回路的输出端IS连接，输出端与所述整合单元的输入端连接，所述第二采样处理单元将采集到的功率回路的交流电流信号中的正半波信号正向放大生成第二直流电压信号，并将所述第二直流电压信号输出至整合单元；所述整合单元的输出端与所述限流判定单元的输入端连接；所述整合单元将所述第一直流电压信号和所述第二直流电压信号整合叠加成直流电压信号并输出至所述限流判定单元。