CN102868143B - 一种推挽变换器过流保护电路 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及推挽变换器技术领域，特别是指一种推挽变换器过流保护电路。其结构包括推挽电路，用于产生推挽电路的开关管的驱动信号的第一驱动电路和第二驱动电路，还包括过流检测电路，所述过流检测电路测得推挽电路的开关管输出两端的电压信号过压时封锁对应的驱动电路。与现有技术相比：本发明无需对输入电流进行采样，即无需采用电流互感器，简化了变换器的线路，减少了元件的使用，减少了推挽变换器输入侧两绕组线路不对称的可能性，使变压器不易偏磁。
Description
技术领域
本发明涉及推挽变换器技术领域，特别是指一种推挽变换器过流保护电路。
背景技术
目前，在不间断电源3KVA以下功率段中，通常采用推挽变换器来对电池到直流母线进行直流变换。而推挽变换器对输入侧上下两桥的对称性要求很高，如果此推挽变换器的变压器输入侧绕组差别太大，或上下桥在线路板上的走线长短相差过大，或者上下桥开关管的驱动脉宽存在一定偏差都会导致此变压器产生偏磁现象。而当偏磁逐渐积累时，偏磁的绕组输入电流会越来越大，远超正常工作能产生的电流而导致变压器饱和，此时产生的极大的输入电流，会损坏变换器中的其他元件。
因而当推挽变换器一次侧输入电流远大于正常工作能产生的电流时，采取一定的保护措施是相当必要的。而目前在某些不间断电源产品中采用在输入侧加入电流互感器采样输入侧电流送至比较电路产生保护信号给控制器，由控制器关闭推挽变换器驱动的办法来实现这一保护；这种方法增加了较多线路和元件，不仅增加了成本，而且也增大了推挽变换器输入侧两绕组线路不对称的可能性，更容易导致变压器偏磁。
发明内容
本发明的目的在于避免上述现有技术中的不足之处而提供一种能在推挽变换器过流时有效的保护变化器且不增加绕组不对称性的过流检测电路。
本发明的目的通过以下技术方案实现：
提供了一种推挽变换器过流保护电路，包括推挽电路，用于产生推挽电路的开关管的驱动信号的第一驱动电路和第二驱动电路，还包括过流检测电路，所述过流检测电路测得推挽电路的开关管输出两端的电压信号过压时封锁对应的驱动电路。
其中，所述的过流检测电路包括由电容C1和与电容C1串接的二极管D1形成的箝位电路，所述箝位电路使电容C1两端电压与推挽电路中导通的开关管的电压保持一致；所述的过流检测电路还包括由电容C1的电压控制导通或者断开的开关管Q8，所述开关管Q8输出过流保护信号SD。
其中，所述电容C1并联有开关管Q7，所述开关管Q7的控制端同时与第一驱动电路的控制信号PWM_A、第二驱动电路的控制信号PWM_B和过流保护信号SD连接。
其中，所述开关管Q8为三极管Q8，所述三极管Q8的集电极输出过流保护信号SD，所述三极管Q8的发射极接低电平，所述三极管Q8的基极与电容C1的一端连接，所述电容C1的另一端接低电平。
其中，所述的过流保护信号SD是低电平信号，所述第一驱动电路包括由外部输入的第一驱动电路的控制信号PWM_A控制导通/截止的开关管Q1，还包括输出端串联于高电平与低电平之间的开关管Q2和开关管Q3，所述开关管Q1的一输出端接低电平，另一输出端接开关管Q2的控制端、开关管Q3的控制端以及二极管D2的阳极，所述二极管D2的阴极连接过流保护信号SD，所述开关管Q2和开关管Q3的连接端输为出推挽电路的驱动信号OUT_A；
所述的第二驱动电路包括由外部输入的第二驱动电路的控制信号PWM_B控制导通/截止的开关管Q4，还包括输出端串联于高电平与低电平之间开关管Q5和开关管Q6，所述开关管Q4的一输出端接低电平，另一输出端接开关管Q5的控制端、开关管Q6的控制端以及二极管D3的阳极，所述二极管D3的阴极连接过流保护信号SD，所述开关管Q5和开关管Q6的连接端输出推挽电路的驱动信号OUT_B。
本发明的有益效果：本发明提供了一种推挽变换器过流保护电路，由过流检测电路获取推挽变换器中开关管两端的电压信号，并根据该电压信号产生有效/无效的过流保护信号SD；并且过流保护信号SD在有效时封锁第一驱动电路和第二驱动电路使其无法产生有效的驱动信号驱动推挽电路的开关管，从而保护变换器不受损坏。与现有技术相比：本发明无需对输入电流进行采样，即无需采用电流互感器，简化了变换器的线路，减少了元件的使用，减少了推挽变换器输入侧两绕组线路不对称的可能性，使变压器不易偏磁。同时大大降低了成本，便于实施。
附图说明
图1是本发明一种推挽变换器过流保护电路的实施例的电路框图。
图2是本发明一种推挽变换器过流保护电路的实施例的过流检测电路的电路图。
图3是本发明一种推挽变换器过流保护电路的实施例的第一驱动电路和第二驱动电路的电路图。
图4是本发明一种推挽变换器过流保护电路的实施例的推挽电路的电路图。
具体实施方式
结合以下实施例对本实用新型作进一步描述。
本实用新型一种推挽变换器过流保护电路的具体实施方式，如图1至4所示，包括：推挽电路4，用于产生推挽电路4的开关管的驱动信号的第一驱动电路2和第二驱动电路3，还包括过流检测电路1，所述过流检测电路1测得推挽电路4的开关管输出两端的电压信号过压时封锁对应的驱动电路。
在电路工作过程中，由过流检测电路1获取推挽变换器中开关管两端的电压信号，并根据该电压信号产生有效/无效的过流保护信号SD；并且过流保护信号SD在有效时封锁第一驱动电路2和第二驱动电路3使其无法产生有效的驱动信号驱动推挽电路4的开关管，从而保护变换器不受损坏。与现有技术相比：本发明无需对输入电流进行采样，即无需采用电流互感器，简化了变换器的线路，减少了元件的使用，减少了推挽变换器输入侧两绕组线路不对称的可能性，使变压器不易偏磁。同时大大降低了成本，便于实施。
本实施例中，所述的过流检测电路1包括由电容C1和与电容C1串接的二极管D1形成的箝位电路，电容C1的一端与低电平连接，另一端与二极管D1的阳极连接，所述二极管D1的阴极同时获取推挽电路4的两个开关管的电压信号VDS_A和VDS_B，从而使电容C1两端电压与推挽电路4中导通的开关管的电压保持一致；所述的过流检测电路1还包括由电容C1的电压控制导通或者断开的开关管Q8，所述开关管输出过流保护信号SD。其中，开关管Q8为三极管Q8，所述三极管Q8的集电极输出过流保护信号SD，所述三极管Q8的发射极接低电平，所述三极管Q8的基极经瞬态抑制二极管ZD1与电容C1的一端连接，所述电容C1的另一端接低电平。进一步的，所述电容C1的电容值为100PF。
在本实施例中，所述电容C1并联有开关管Q7，所述开关管Q7的控制端同时与第一驱动电路2的控制信号PWM_A、第二驱动电路3的控制信号PWM_B和过流保护信号SD连接。所述开关管Q7为2N7002L型开关管。
在本实施例中，推挽电路4包括开关管Q41和开关管Q42，所述开关管Q41和开关管Q42分别由第一驱动电路2和第二驱动电路3输出的驱动信号OUT_A、OUT_B控制导通/断开，开关管Q41的一个输出端接低电平，另一个输出端经二极管D41、D42和生态二极管ZD41后输出电压信号VDS_A，开关管Q42的一个输出端接低电平，另一个输出端经二极管D41、D43和生态二极管ZD42后输出电压信号VDS_B。
在推挽变换器工作时，推挽电路4的开关管Q41和开关管Q42交替导通，如图2和图4所示，电容C1上的电压被电压信号VDS_A与VDS_B电压信号箝位，当推挽电路4一次侧电流上升时，其对应的开关管Q41或Q42上产生的电压随之升高，导致VDS_A或VDS_B相应升高，则电容C1上得到的电压也随之升高；当此电压足够高至使三极管Q8导通时，则拉低SD信号，产生一个有效的过流保护信号SD，封锁第一驱动电路2和第二驱动电路3使其无法产生有效的驱动信号驱动推挽电路4的开关管从而起到过流保护的目的。例如，当Q41开通，而Q42关断时，电容C1上的电压二极管D1，二极管D41，二极管D42，瞬态二极管ZD41，和开关管Q41被箝位。如果此时Q41中流过过大的电流导致Q41的导通压降升高超过限值， 则电容C1上的电压升高超过限值而触发三极管Q8，产生有效的过流保护信号SD。
此外，由于推挽电路4正常工作时，第一驱动电路2的控制信号PWM_A和第二驱动电路3的控制信号PWM_B会存在一定的死区时间。当处于死区时间内，P第一驱动电路2的控制信号PWM_A和第二驱动电路3的控制信号PWM_B同时为高电平，并且当此时过流检测电路1未动作过流保护信号SD也处于高电平。这种情况下，开关管Q7将导通，从而将电容C1上的电压清零。而当过流检测电路1动作后，过流保护信号SD被拉低，开关管Q7的驱动会一直被拉低，从而使电容C1上的电压维持高电压的状态以封锁驱动电路。
所述第一驱动电路2包括由外部输入的第一驱动电路2的控制信号PWM_A控制导通/截止的开关管Q1，还包括输出端串联于高电平与低电平之间的开关管Q2和开关管Q3，所述开关管Q1的一输出端接低电平，另一输出端接开关管Q2的控制端、开关管Q3的控制端以及二极管D2的阳极，所述二极管D2的阴极连接过流保护信号SD，所述开关管Q2和开关管Q3的连接端输出推挽电路4的驱动信号OUT_A；
如图3所示，所述的第二驱动电路3包括由外部输入的第二驱动电路3的控制信号PWM_B控制导通/截止的开关管Q4，还包括输出端串联于高电平与低电平之间开关管Q5和开关管Q6，所述开关管Q4的一输出端接低电平，另一输出端接开关管Q5的控制端、开关管Q6的控制端以及二极管D3的阳极，所述二极管D3的阴极连接过流保护信号SD，所述开关管Q5和开关管Q6的连接端输出推挽电路4的驱动信号OUT_B。
对于第一驱动电路2当输入的过流保护信号SD为高，即过流保护信号SD无效时，当控制信号PWM_A为低时，开关管Q1截止，开关管Q2和开关管Q3的控制端获得高电平，开关管Q2导通，开关管Q3截止，第一驱动电路2输出高电平（即有效）的驱动信号；当控制信号PWM_B为低时，开关管Q1导通，开关管Q2和开关管Q3的控制端获得低电平，开关管Q2截止，开关管Q3导通，第一驱动电路2输出低电平（即无效）的驱动信号；当过流保护信号SD为高，即过流保护信号SD有效时，无论控制信号PWM_A为高电平或者低电平，开关管Q2和开关管Q3的控制端均获得低电平，第一驱动电路2输出低电平（即无效）的驱动信号；因此第一驱动电路2的真值表如下：
同理，第二驱动电路3可获得真值表如下：
综上，在过流检测电路1检测到挽推电路产生过流并产生有效的过流保护信号SD后，第一驱动电路2和第二驱动电路3可有效的被封锁，不确定推挽电路4的开关管，保护推挽变换器。
最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对本实用新型保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型作了详细地说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的实质和范围。
Claims (5)
1.一种推挽变换器过流保护电路，包括推挽电路(4)，用于产生推挽电路(4)的开关管的驱动信号的第一驱动电路(2)和第二驱动电路(3)，其特征在于：还包括过流检测电路(1)，所述过流检测电路(1)测得推挽电路(4)的开关管输出两端的电压信号过压时封锁对应的驱动电路。
2.如权利要求1所述的一种推挽变换器过流保护电路，其特征在于：所述的过流检测电路(1)包括由电容C1和与电容C1串接的二极管D1形成的箝位电路，所述箝位电路使电容C1两端电压与推挽电路(4)中导通的开关管的电压保持一致；所述的过流检测电路(1)还包括由电容C1的电压控制导通或者断开的开关管Q8，所述开关管Q8输出过流保护信号SD。
3.如权利要求2所述的一种推挽变换器过流保护电路，其特征在于：所述电容C1并联有开关管Q7，所述开关管Q7的控制端同时与第一驱动电路(2)的控制信号PWM_A、第二驱动电路(3)的控制信号PWM_B和过流保护信号SD连接。
4.如权利要求2所述的一种推挽变换器过流保护电路，其特征在于：所述开关管Q8为三极管Q8，所述三极管Q8的集电极输出过流保护信号SD，所述三极管Q8的发射极接低电平，所述三极管Q8的基极与电容C1的一端连接，所述电容C1的另一端接低电平。
5.如权利要求2所述的一种推挽变换器过流保护电路，其特征在于：所述的过流保护信号SD是低电平信号，所述第一驱动电路(2)包括由外部输入的第一驱动电路(2)的控制信号PWM_A控制导通/截止的开关管Q1，还包括输出端串联于高电平与低电平之间的开关管Q2和开关管Q3，所述开关管Q1的一输出端接低电平，另一输出端接开关管Q2的控制端、开关管Q3的控制端以及二极管D2的阳极，所述二极管D2的阴极连接过流保护信号SD，所述开关管Q2和开关管Q3的连接端输出推挽电路(4)的驱动信号OUT_A；
所述的第二驱动电路(3)包括由外部输入的第二驱动电路(3)的控制信号PWM_B控制导通/截止的开关管Q4，还包括输出端串联于高电平与低电平之间开关管Q5和开关管Q6，所述开关管Q4的一输出端接低电平，另一输出端接开关管Q5的控制端、开关管Q6的控制端以及二极管D3的阳极，所述二极管D3的阴极连接过流保护信号SD，所述开关管Q5和开关管Q6的连接端输出推挽电路(4)的驱动信号OUT_B。
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