[发明专利]功率管过流保护电路、方法和基于其的逆变电路

说明书

技术领域

本发明属于电力电子技术领域，尤其是涉及变流器桥式电路中功率管的过流保护的一种方法及电路。

背景技术

目前，变流器中功率管保护电路的好坏跟产品的可靠性和安全性密切相关，优秀的保护电路不仅可以缩短产品研发的周期，而且可以增强产品的可靠性和安全性，延长产品的使用寿命。电力电子技术是一门实践性很强的技术，由于高电压大电流的环境，使得产品研发很大程度上依赖实战经验，在驱动和保护电路的设计方面显得束手无策，多数时候设计人员会在提高驱动设计和布局的合理性方面下功夫，而忽略保护电路的设计，这就使得虽然在正常情况下产品能稳定工作不出问题，但是产品的可靠性会大大降低。

有些产品设计中，技术人员会通过选用智能功率模块或者具有保护功能的驱动芯片来简化设计，同时实现保护功能。前者会大大增加产品的成本，后者则严重影响电路的灵活性。因为带保护功能的驱动芯片过流保护值不能调节，加上实际电路中不可避免的存在干扰问题，这就使得过流保护功能容易误动作，从而不能正常工作，最终不能不放弃使用，例如HCPL-316J。有些驱动模块设计较复杂，使用双电源供电，而且体积大，功耗大，使用起来不方便，例如M57962AL。

发明内容

本发明的目的是提供一种简单实用且稳定可靠的功率管过流保护电路。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种功率管过流保护电路，用于对包含功率管的电路进行过流保护，所述功率管过流保护电路包括：

电流检测单元，所述电流检测单元具有控制信号输入端、检测信号输入端和检测信号输出端，所述电流检测单元的检测信号输入端与所述包含功率管的电路相连接，所述电流检测单元用于检测得到所述包含功率管的电路中功率管中电流并由其检测信号输出端输出电流信号；

比较锁存单元，所述比较锁存单元具有信号输入端和信号输出端，所述比较锁存单元的信号输入端与所述电流检测单元的检测信号输出端相连接，所述比较锁存单元判断所述功率管中电流是否超限并将判断结果信号由其信号输出端输出；

驱动缓关单元，所述驱动缓关单元具有信号输入端、信号输出端和控制信号输出端，所述驱动缓关单元的信号输入端与所述比较锁存单元的信号输出端相连接，所述驱动缓关单元的控制信号输出端与所述包含功率管的电路相连接，所述驱动缓关单元在所述功率管中电流超限时向所述包含功率管的电路输出缓关信号而对所述包含功率管的电路进行缓关操作，同时由其信号输出端输出过流信号；

故障信号隔离单元，所述故障信号隔离单元具有信号输入端和信号输出端，所述故障信号隔离单元的信号输入端与所述驱动缓关单元的信号输出端相连接，所述故障信号隔离单元在所述功率管中电流超限时进行强弱电安全隔离并由其信号输出端输出故障信号；

控制单元，所述控制单元具有信号输入端和信号输出端，所述控制单元的信号输入端与所述故障信号隔离单元的信号输出端相连接，所述控制单元根据所述故障信号而由其信号输出端输出控制信号；

驱动单元，所述驱动单元具有控制信号输入端、两个控制信号输出端，所述驱动单元的控制信号输入端与所述控制单元的信号输出端相连接，所述驱动单元的第一个控制信号输出端与所述电流检测单元的控制信号输入端相连接，所述驱动单元的第二个控制信号输出端与所述包含功率管的电路相连接，所述驱动单元根据所述控制信号输出关闭指令而对所述包含功率管的电路进行关闭操作，所述驱动单元产生驱动信号而驱动所述电流检测单元工作。

优选的，所述电流检测单元包括电阻R12、电阻R13、电阻R14、二极管D5、二极管D6；

所述电阻R12的一端为所述电流检测单元的控制信号输入端，所述电阻R12的另一端连接所述电阻R13的一端，所述电阻R13的另一端连接所述二极管D5的正极，所述二极管D5的负极为所述电流检测单元的检测信号输入端，所述电阻R14的一端为所述电流检测单元的检测信号输出端，所述电阻R14的另一端连接所述二极管D6的负极，所述二极管D6的正极连接至所述R12和所述电阻R13的公共端。

优选的，所述功率管过流保护电路包括多个分别对不同所述功率管进行电流检测的所述电流检测单元。

优选的，所述比较锁存单元包括比较器U2、电阻R5、电阻R6、电阻R11、电容C4、电容C5、二极管D2、稳压二极管ZD2；