[发明专利]一种三余度过电流及短路保护控制电路

说明书

本发明涉及一种三余度过电流保护控制电路，包括电源控制芯片自检测控制单元、电源芯片总控单元、输入电流检测控制单元、输出电流检测控制单元；一路输入侧电流检测信号直接输入电源芯片总控单元，由电源芯片总控单元进行比较判断是否发生过流，保证了对过电流的快速响应；另一路输入侧电流检测信号经输入电流检测控制单元进行比较判断，并通过硬件电路使得过流保护持续间隔更长时间，以应对出现短路状态等过电流过大的情况下造成的电源芯片总控单元反复开启输出电路的功率转换造成的电路过热。三余度过电流及短路保护控制电路保证整机系统稳定运行，不造成系统大范围坏机状态，实现对电源变换系统过电流保护状态的高可靠性要求。

技术领域

本发明涉及一种三余度过电流及短路保护控制电路，适用于开关电源、变频器、驱动器等功率电路的宽电压输入大电流范围内过电流及短路保护电路，属于电力电子技术领域。

背景技术

随着电力电子技术的发展，综合能源控制系统有小型化、能量密度高、高可靠性等总体要求。而电源模块变换设计中功率密度大、输出电流大、发热量集中。当出现输出过流及短路状态瞬间，输入侧开关管和输出侧整流管将工作于严重过功率状态，在整机工作环境下很容易将功率管烧毁，进而导致整个电源变换模块无法工作。特别在电源变换模块过流和短保坏机状态下，多数情况将导致输入侧功率MOSFET漏源级短路，造成电源变换模块输入正负极短路。而在能源综合供电系统中有前级动力电池给电源变换模块供电，电源变换模块输入正负极短路将直接导致动力电池短路，对整个综合能源系统将造成毁灭性损坏。综上所述，综合能源系统对于过流、短路等异常工作状态保护电路具有高等级可靠性要求。

目前小功率开关电源及对限流精度要求低的应用状态下，常选择限流电阻比较器设计过流保护电路。在MOSFET源级处串联电流采样电阻，采样电阻乘以输入侧电流为采集到的限流电压，电压信号采集到控制器CS引脚的限流比较器，高于限流比较器阀值电压将关断驱动控制信号，实现过电流保护功能。

这种限流电阻比较器过流保护方式简单有效，但也存在诸多限制和不足。第一：在综合能源项目大功率应用场合，采样电阻上功率大、要留有足够降额可靠性设计，导致采样电阻封装大不利于小型化设计；第二：因为采样电阻存在降低电源整体效率；第三：由于输入电压范围宽，为难保证全范围电压范围过电流保证精度。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种三余度过电流及短路保护控制电路，当过电流或短路状态异常发生时系统进入多重检测及保护状态，提高系统可靠性。

本发明目的通过如下技术方案予以实现：

提供一种三余度过电流保护控制电路，包括电源控制芯片自检测控制单元、电源芯片总控单元、输入电流检测控制单元、输出电流检测控制单元；

电源控制芯片自检测控制单元采集功率电路的输入侧电流，并发送给电源芯片总控单元，电源芯片总控单元将输入侧电流与预设阈值进行比较，确定输入侧是否发生过电流，若输入侧过电流则电源芯片总控单元进入过流保护状态，电源芯片总控单元延时T1后，电源芯片总控单元再次确定输入侧是否发生过电流；

输入电流检测控制单元采集输入侧电流与基准值进行比较，当采样值高于基准值时，输出软启动控制信号至电源芯片总控单元，电源芯片总控单元则进入过流保护状态，延时T2后，输入电流检测控制单元再次采集输入侧电流与基准值进行比较，判断是否发生过电流；

输出电流检测控制单元，采集输出侧电流与基准值进行比较，当采样高于基准值时，输出软启动控制信号至电源芯片总控单元，电源芯片总控单元进入过流保护状态，延时T3后，输出电流检测控制单元再次采集输出侧电流与基准值进行比较，判断是否发生过流。

优选的，T1<T2且T1<T3。

优选的，电源芯片总控单元变换进入过流保护状态，切断输出驱动信号，关断输出电压。