[发明专利]一种车载逆变器重载启动及瞬时功率保护系统

说明书

本发明提出的一种车载逆变器重载启动及瞬时功率保护系统，包括：直流电源模块、功率模块和控制模块；直流电源模块，用于为功率模块提供直流电能；功率模块包括全桥电路和低通滤波电路，全桥电路与低通滤波电路连接；控制模块与功率模块连接，用于采集全桥电路中的前桥臂和后桥臂的电流信号，根据采集的电流信号识别全桥电路的工作状态，并根据工作状态对全桥电路进行保护控制。本发明能够减小车载逆变器在带载启动时瞬间的冲击电流,限制交流输出侧的短路电流，保护逆变器且增强其稳定性和安全性。

技术领域

本发明涉及电力电子技术领域，更具体的说是涉及一种车载逆变器重载启动及瞬时功率保护系统。

背景技术

车载逆变器，是一种应用于汽车中的逆变器，能够将汽车中的直流电源转换为220V交流电进行输出。车载逆变器的应用为家用电器转移到车载环境中使用提供了方便，解决了电源不匹配的问题。由于逆变器工作在车载环境中，这就对逆变器的安全性和稳定性提出了更高的要求，以保证驾驶人员的安全。

逆变器主要由逆变电路和滤波电路构成。当逆变器工作时，在其输出端突然接入容性负载，可视为瞬时短路状态，此时将产生几倍甚至十几倍额定电流的冲击，不加以限制，将会烧毁功率元件，引发事故。在逆变器输出端发生电气短路时，其过流冲击将更为恶劣，因此对逆变器的带载启动和短路保护研究是十分重要的。

在现有的带载启动及短路保护技术中，是对流过滤波电路中滤波电感的电流进行采样，将采样值与设定的电流阈值进行比较，当大于电流阈值时由封锁电路对逆变电路的驱动信号进行封锁，在电感电流下降到阈值以下时恢复逆变电路驱动信号，如果电流仍然超过阈值则此过程反复进行。然而，在此过程中封锁电路是否启动只受控于电感电流，因此无法做到可控，并且在长时间过流状态下会导致功率器件热量积累，最终导致损坏。由此可见，现有的带载启动及短路保护技术效果并不理想，可靠性较低。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种车载逆变器重载启动及瞬时功率保护系统，能够减小车载逆变器在带载启动时瞬间的冲击电流,限制交流输出侧的短路电流，保护逆变器且增强其稳定性和安全性。

本发明为实现上述目的，通过以下技术方案实现：

一种车载逆变器的重载启动及瞬时功率保护系统，包括：电源模块、功率模块和控制模块；电源模块，用于为功率模块提供直流电能；功率模块包括全桥电路和低通滤波电路，全桥电路与低通滤波电路连接；控制模块与功率模块连接，用于采集全桥电路中的前桥臂和后桥臂的电流信号，根据采集的电流信号识别全桥电路的工作状态，并根据工作状态对全桥电路进行保护控制。

进一步，全桥电路包括：

场效应管Q1的源极与场效应管Q3的漏极连接，以构成前桥臂；场效应管Q2的源极与场效应管Q4的漏极连接，以构成后桥臂；场效应管Q1的漏极和场效应管Q2的漏极分别约电源模块的正极连接；场效应管Q3的源极、场效应管Q4的源极和电源模块的负极分别接地；场效应管Q1的源极和场效应管Q2的源极分别与低通滤波电路连接；场效应管Q1的栅极、场效应管Q2的栅极、场效应管Q3的栅极、场效应管Q4的栅极、场效应管Q3的源极、场效应管Q4的源极分别与控制模块连接。

进一步，低通滤波电路包括：

电感L0的第一端与场效应管Q1的源极连接，电感L0的第二端与电容C0的第一端连接，电容C0的第二端与场效应管Q2的源极连接。

进一步，控制模块包括：第一控制器、第二控制器、逐周控制单元和重载控制单元；逐周控制单元分别与场效应管Q3的源极、场效应管Q4的源极、第一控制器、第二控制器和重载控制单元连接，第一控制器分别与场效应管Q1的栅极、场效应管Q2的栅极、场效应管Q3的栅极、场效应管Q4的栅极、第二控制器连接，重载控制单元与第二控制器连接。