[实用新型]高压功率开关保护装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及高压机电控制领域，特别涉及一种高压功率开关保护装置。

背景技术

在功率控制电路中，高压功率开关的短路、过流保护通常采用检测回路电流与预置的保护值进行比较，当超过预置的保护值时，直接关断高压功率开关。这样做存在以下缺点：一是高压功率开关工作在预置的保护值附近时，由于软件或硬件的电路滤波处理，无法进行有效的保护，造成保护失败而损坏高压功率开关；二是需要电流采样器件及其判断电路，成本较高；三是从短路检测到保护动作的时间长达ms级，在高压大电流的情况下，这个时间内高压功率开关可能已经被损坏；四是短路检测保护直接硬关断，由于导线电感存在，产生反应电动势，高压功率开关在硬关断动作的瞬间会产生很高的电压，容易被电压击穿造成损坏。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种高压功率开关保护装置，有效、可靠地保护高压功率开关。

为达到以上效果，本实用新型采用的技术方案为：一种高压功率开关保护装置，高压电源正极VDD依次连接高压功率开关、负载后接高压电源的地，负载两端并联有续流反向二极管D5，高压功率开关的三级接有保护装置，所述保护装置由监测及控制电路、复位电路构成，所述监测及控制电路有一个输入端V0与控制信号相连，监测及控制电路有四个输出端，其中三个输出端V1、V2、V3与高压功率开关的三级相连，另一个输出端V4连接复位电路的输入端V5，复位电路输出端V6输出信号至监测及控制电路的输入端V0。

与现有技术相比，本实用新型存在以下技术效果：

本电路中高压功率MOSFET管或IGBT模块的导通压降直接反应工作电流，一旦检测到短路、过流，保护装置可以快速软关断高压功率开关，保护时间在微秒级。

附图说明

图1是本实用新型的原理框图；

图2是高压功率开关为高压功率MOSFET管时的电路原理图；

图3是高压功率开关为高压IGBT模块时的电路原理图。

具体实施方式

下面结合图1至图3，对本实用新型做进一步详细叙述：

参阅图1，一种高压功率开关保护装置，高压电源正极VDD依次连接高压功率开关10、负载20后接高压电源的地，负载20两端并联有续流反向二极管D5，二极管D5的正极接高压电源的地，高压功率开关10的三级接有保护装置30，所述保护装置30由监测及控制电路31、复位电路32构成，所述监测及控制电路31有一个输入端V0与控制信号40相连，监测及控制电路（31）有四个输出端，其中三个输出端V1、V2、V3与高压功率开关10的三级相连，另一个输出端V4连接复位电路32的输入端V5，复位电路32输出端V6输出信号至监测及控制电路31的输入端V0。

参阅图2、图3，本实施例中采用如下电路图实现，所述监测及控制电路31包括高压驱动芯片N1，所述高压驱动芯片N1的引脚1、4、5、8接地，引脚9、12、16接参考地GND1，引脚14通过电容C2接参考地GND1，引脚2、13接+5V电压；高压驱动芯片N1的引脚2、5之间依次连接有电阻R1和电容C1，所述电阻R1、电容C1之间引出一条支路与高压驱动芯片N1的引脚3相连，并作为监测及控制电路31的输出端V4与复位电路32输入端V5相连；高压驱动芯片N1的引脚6、7相连并作为监测及控制电路32的输入端V0与控制信号40相连；高压驱动芯片N1的引脚9、11之间依次连接有稳压二极管D3和电阻R3，所述稳压二极管D3的正极接高压驱动芯片N1的引脚9并作为监测及控制电路31的一个输出端V3与高压功率开关10相连，所述电阻R3和稳压二极管D3之间引出一条支路作为监测及控制电路31的一个输出端V2与高压功率开关10相连；高压驱动芯片N1的引脚14经过电阻R2连接二极管D1的正极，二极管D1的负极与稳压二极管D2的正极相连，稳压二极管D2的负极作为监测及控制电路31的一个输出端V1与高压功率开关10相连。

所述复位电路32包括复位芯片N2，所述复位芯片N2的引脚1作为复位电路32的输入端V5与监测及控制电路31相连，引脚2接+5V电压，引脚3接地，引脚2、3之间连接有电容C3；三极管Q1的基极通过电阻R4、二极管D4接+5V电压，所述二极管D4的负极与+5V电压相连，所述电阻R4、二极管D4间引出一条支路与复位芯片N2的引脚8相连；所述三极管Q1的基极和发射极之间连接有电阻R5，三极管Q1的发射极接地，集电极作为复位电路32的输出端V6与监测及控制电路31的输入端V0相连。

所述电路中的高压功率开关有两种选择：