[发明专利]一种双向DC/DC变换器的双向过流保护方法及装置

说明书

本发明公开了双向DC/DC变换器的双向过流保护装置，包括依次连接的前级逆变电路、隔离变压器及后级整流电路，包括电流采样单元、电压比较单元、PWM波发生单元、逻辑处理单元及开关器件驱动单元，电流采样单元分别串接在前级逆变电路、后级整流电路的母线上。通过采集母线电流并输出对应电压信号；将电压信号与设定的电压值进行比较判断是否过流并输出对应的电平信号，将输出的电平信号和PWM波形经过逻辑处理后经隔离放大后驱动功率开关器件。还公开一种双向DC/DC变换器的双向过流保护方法。利用电流检测及处理电路后，能及时对发生的过流故障进行硬件保护，避免过流造成开关器件损坏，具有速度快、结构简单、成本相对较低等特点。

技术领域

本发明涉及过流保护技术领域，具体涉及一种双向DC/DC变换器的双向过流保护方法及装置。

背景技术

双向DC/DC变换器是一种能够允许电能在两个等级的直流电压中相互流动的电力电子变换器。在充电模式下，它能够将直流母线电压准确变换为电池组所需要的电压值，放电模式下，能够将电池组电压变换为直流母线电压。广泛应用于能量需要双向流动的可再生能源发电系统、UPS系统、直流电动汽车、电子产品的老化设备等领域。

双向DC/DC变换器通常是由全控型开关器件构成的全桥电路组成。当出现负载短路、功率器件失效、桥臂误导通等情况时，均可能导致输出过流故障，该故障发生的时间短且破坏性强，严重时会产生安全隐患，因此有必要进行过流保护。现有的过流保护技术通常是采用熔断器、继电器等开关器件实现硬件保护，方案简单但成本较高。还有的是通过软件进行过流保护，但判断时间长，动作慢。

发明内容

为解决上述技术缺陷，本发明采用的技术方案在于，提供一种双向DC/DC变换器的双向过流保护装置，其设置在直流侧与负载侧之间，包括依次连接的前级逆变电路、隔离变压器及后级整流电路，还包括电流采样单元、电压比较单元、PWM波发生单元、逻辑处理单元及开关器件驱动单元，所述电流采样单元分别串接在前级逆变电路、后级整流电路的母线上，两个所述电流采样单元均分别与电压比较单元电连接，所述电压比较单元依次与逻辑处理单元、开关器件驱动单元电连接，所述PWM波发生单元与逻辑处理单元电连接，所述开关器件驱动单元与前级逆变电路、后级整流电路中的功率开关器件电连接。

所述电流采样单元，用于分别采集前级逆变电路和后级整流电路的母线电流，并输出与采集电流对应的电压信号给电压比较单元；所述电压比较单元，用于将接收的电压信号与设定的电压值进行比较判断是否过流，并输出对应的电平信号给逻辑处理单元；所述PWM波发生单元，用于向逻辑处理单元输出PWM波形；所述逻辑处理单元，用于处理接收的电平信号和PWM波形并输出处理信号给开关器件驱动单元；所述开关器件驱动单元，用于将接收的处理信号经隔离放大后驱动前级逆变电路和后级整流电路的功率开关器件。

进一步地，所述双向过流保护装置还包括脉冲封锁单元，所述脉冲封锁单元分别与电压比较单元、逻辑处理单元电连接，所述电压比较单元输出判断后的电平信号给脉冲封锁单元，所述脉冲封锁单元，用于根据接收的电平信号选择是否是否向逻辑处理单元封锁脉冲。

进一步地，所述前级逆变电路包括直流侧支撑电容、第一桥式功率变换单元、电感，所述后级整流电路包括负载侧支撑电容、第二桥式功率变换单元；所述直流侧支撑电容、第一桥式功率变换单元、电感、隔离变压器、第二桥式功率变换单元及负载侧支撑电容依次连接。

进一步地，所述第一桥式功率变换单元包括第一功率开关器件、第二功率开关器件、第三功率开关器件及第四功率开关器件，所述第二桥式功率变换单元包括第五功率开关器件、第六功率开关器件、第七功率开关器件及第八功率开关器件。

进一步地，所述电流采样单元为霍尔电流传感器。

进一步地，所述逻辑处理单元为与门逻辑处理芯片。

本发明提供的一种双向DC/DC变换器的双向过流保护方法，包括以下步骤：