[实用新型]一种基于BUCK电路的高压预充电及短路保护电路

说明书

本实用新型公开一种基于BUCK电路的高压预充电及短路保护电路，包括MCU微处理器，MCU微处理器连接驱动电路，驱动电路连接和IGBT管的栅极，IGBT管的栅极连接稳压二极管的负极，IGBT管的漏极连接稳压二极管的正极，IGBT管的漏级连接电感L1和电流传感器T1，IGBT管的源极连接吸收电路和功率电源，电感L1连接容性设备；电流传感器T1连接电压比较器，电压比较器连接封锁输出，封锁输出连接IGBT管的栅极和MCU微处理器。本实用新型提供了一种高效、安全、充电时间和充电电流可调的预充电技术，有效限制主电路冲击电流，稳定母线电压，实现负载设备的安全切换和接入，并实现自身有效保护的方法。

技术领域

本实用新型属于预充电保护电路领域，涉及一种基于BUCK电路的高压预充电及短路保护电路。

背景技术

电力电子系统中，为维持直流母线电压在一个合理范围内，给负载设备提供一个优良的电源环境，或为负载启动瞬间提供强大电流支撑，通常情况下，在母线上、负载两端并联一个或一组大容量电容，起到滤波和蓄能的作用。现阶段，为实现电容预充电，低压小电容时采用直接引入输入电压硬充电，中高电压大容量电容的场合，通常使用主回路串联电阻和转换开关的方式进行充电。

采用输入电源直接加载到电容两端的方式进行硬充电，电容在上电瞬间相当短路，电容两端的电压不能突变，而电流发生突变，主电路产生较大充电电流，超出了电容安全充电电流值，长期使用会在很大程度上缩短电容使用寿命，对主电路电流承载和设备安全造成负担，影响使用安全，甚至引起电路安全保护动作。主回路串联电阻和转换开关的方式进行充电，限流电阻在充电过程中消耗很大一部分能量，充电效率低下，理论上通过RC时间常数调整充电时间，但针对具体应用，RC都是固定值，要想调节充电电流和充电时间智能通过更换电阻的方式来实现，操作起来十分不便。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种基于BUCK电路的高压预充电及短路保护电路，该电路是一种高效、安全、充电时间和充电电流可调的预充电技术，有效限制主电路冲击电流，稳定母线电压，实现负载设备的安全切换和接入，并实现自身有效保护的方法。

本实用新型的目的可以通过以下技术方案实现：

一种基于BUCK电路的高压预充电及短路保护电路，包括MCU微处理器、驱动电路、稳压二极管、IGBT管、吸收电路、功率电源、电感L1、容性设备、电流传感器T1、电压比较器、封锁输出；

所述MCU微处理器连接驱动电路，驱动电路连接和IGBT管的栅极，IGBT管的栅极连接稳压二极管的负极，IGBT管的漏极连接稳压二极管的正极，IGBT管的漏级连接电感L1和电流传感器T1，IGBT管的源极连接吸收电路和功率电源，电感L1连接容性设备；

所述电流传感器T1连接电压比较器，电压比较器连接封锁输出，封锁输出连接IGBT管的栅极和MCU微处理器。

进一步地，所述驱动电路包括IGBT管的驱动芯片E1和驱动电阻R2，E1的 3引脚连接到MCU脉宽调制信号，2引脚通过电阻R1连接+5.0V电源，E1的8 引脚连接+15V电源，5引脚接地，驱动电阻R2一端连接E1的6引脚，另一端连接到IGBT的栅极。

进一步地，所述IGBT管的栅极和漏极之间并联有R4。

进一步地，所述保护电路包括电阻R3与电容C7组成的RC突波吸收电路和电阻R5与电容C8组成的RC吸收电路，所述电阻R3的一端连接电容C7，另一端连接IGBT管的源极，电容C7的一端连接IGBT管的漏极；所述电阻R5的一端连接IGBT管的漏极，另一端连接电容C8，电容C8的一端接地。

进一步地，所述电流传感器T1的1引脚通过+5V供电，2引脚接地，4引脚连接电感L1，同时3引脚输出I-OUT，输出I-OUT通过电阻R8连接到放大器N1 反相端，放大器N1的同相端连接电阻R9和R10，放大器N1的输出1引脚连接电压比较器。