CN105186836A - 一种电源欠压保护方法及其保护电路 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种电源欠压保护方法及其保护电路，对输入电压Vi进行采集并进行第一次判断；若输入电压Vi低于启动电压Vs，则计算升压比D1以驱动IGBT，并将输出电压Vo反馈至采集输入电压Vi端口；若输入电压Vi不低于启动电压Vs，则对采集到的输入电压Vi进行第二次判断；若输入电压Vi高于停止电压Ve，则关闭IGBT；若输入电压Vi不高于停止电压Ve，则重新对输入电压Vi进行采集；保护电路，其包括DSP芯片、输入模块、输出模块、IGBT驱动模块、电源模块，降低了电源欠压条件下用电设备工作不稳定、甚至停机的风险，提高了设备的可靠性。

Description

一种电源欠压保护方法及其保护电路
技术领域
本发明涉及电源欠压保护技术，具体地说是一种电源欠压保护方法及其保护电路。
背景技术
电源欠压保护技术是电源保护技术中的一个重要方面，电源欠压保护系统可以应用在各种用电设备中，尤其是对输入电源稳定度有较高要求的用电设备，该类设备在电源欠压情况下，会出现工作不稳定、停止甚至损坏，如果该用电设备又是某单位的核心设备，就容易出现生产事故，造成不可估量的损失。
在电源电压短时欠压条件下，需要将电源电压补充到电源额定输出幅度上来，以保护用电器不受输入电源欠压影响，保持正常工作。
发明内容
为解决背景技术所提出的不足，本发明提供一种电源欠压保护方法及其保护电路。
为实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：一种电源欠压保护方法，其步骤为
1）启动程序，对输入电压Vi进行采集；
2）对采集到的输入电压Vi进行第一次判断；
3）若输入电压Vi低于启动电压Vs，则计算升压比D1以驱动IGBT，并将输出电压Vo反馈至采集输入电压Vi端口；若输入电压Vi不低于启动电压Vs，则对采集到的输入电压Vi进行第二次判断；
4）若输入电压Vi高于停止电压Ve，则关闭IGBT；若输入电压Vi不高于停止电压Ve，则重新对输入电压Vi进行采集。
优选的是，所述升压比公式为：D1=(Vs-Vi)/Vs。
优选的是，根据升压比D1调整IGBT开关频率及占空比Ts：
Ts=2L/RD1(1-D1)2
其中，L为升压电感，R为负载电阻。
一种电源欠压保护电路，其包括DSP芯片，用作中心控制器件，用于信号的收集与处理；输入模块，检测输入电压，并输入给DSP芯片；输出模块，将电压从DSP芯片中输出；IGBT驱动模块，对输入电压进行升压，以驱动IGBT，并输出电压；电源模块，将电源电压转换成各模块所需电压，并供给各模块。
优选的是，所述输出模块包括缓冲电路，所述缓冲电路接DSP芯片的管脚1/管脚63/管脚61/管脚45。
优选的是，设有串口模块，所述串口模块将DSP芯片与上位机连接起来，用于数据的传输。
优选的是，所述电源模块将+24V电压转换成+5V电压、﹢15V电压及-15V电压。
本发明采用上述结构后，采集电源的输入电压Vi，用来判断是否需要启动/停止电源欠压保护动作；采集的电源输出电压Vo，用来判断输出是否达到停止电压Ve；在达到停止电压Ve后，停止电源欠压保护动作，但继续实时采集电源的电源输出电压Vo，一旦该电压小雨启动电压Vs，重新启动电源欠压保护，对于用电设备而言，降低了电源欠压条件下用电设备工作不稳定、甚至停机的风险，提高了设备的可靠性。
利用高速低成本的DSP实现采集、升压控制等功能，提高了控制效率，降低了采集间隔，提高了系统的响应同时降低了成本；使用IGBT作为升压电路开关，具有开关速度高、延迟小、损耗低等优点。
附图说明
图1为本发明的流程图。
图2为本发明的结构框图。
图3为本发明的电源模块的电路图。
图4为本发明的DSP芯片的电路图。
图5为本发明的输入模块的电路图。
图6为本发明的IGBT驱动模块的电路图。
图7为本发明的缓冲电路的电路图。
图8为本发明的串口模块的电路图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明：
如图所示，一种电源欠压保护方法，其步骤为
1）启动程序，对输入电压Vi进行采集；
2）对采集到的输入电压Vi进行第一次判断；
3）若输入电压Vi低于启动电压Vs，则计算升压比D1以驱动IGBT，并将输出电压Vo反馈至采集输入电压Vi端口；若输入电压Vi不低于启动电压Vs，则对采集到的输入电压Vi进行第二次判断；
4）若输入电压Vi高于停止电压Ve，则关闭IGBT；若输入电压Vi不高于停止电压Ve，则重新对输入电压Vi进行采集。
工作时，采集电源的输入电压Vi，用来判断是否需要启动/停止电源欠压保护动作；采集的电源输出电压Vo，用来判断输出是否达到停止电压Ve；在达到停止电压Ve后，停止电源欠压保护动作，但继续实时采集电源的电源输出电压Vo，一旦该电压小雨启动电压Vs，重新启动电源欠压保护，对于用电设备而言，降低了电源欠压条件下用电设备工作不稳定、甚至停机的风险，提高了设备的可靠性。
优选的是，所述升压比公式为：D1=(Vs-Vi)/Vs，使用采集的输入电压Vi与启动电压Vs一起决定升压模块的升压比，利用PID方法调整升压比，控制方法简单，控制系统的稳定度高，控制精度高；
优选的是，根据升压比D1调整IGBT开关频率及占空比Ts：
Ts=2L/RD1(1-D1)2
其中，L为升压电感，R为负载电阻。
如图所示，一种电源欠压保护电路，其包括DSP芯片，用作中心控制器件，用于信号的收集与处理；输入模块，检测输入电压，并输入给DSP芯片；输出模块，将电压从DSP芯片中输出；IGBT驱动模块，对输入电压进行升压，以驱动IGBT，并输出电压；电源模块，将电源电压转换成各模块所需电压，并供给各模块，模块之间，采用电连接，利用高速低成本的DSP实现采集、升压控制等功能，提高了控制效率，降低了采集间隔，提高了系统的响应同时降低了成本；使用IGBT作为升压电路开关，具有开关速度高、延迟小、损耗低等优点。
优选的是，所述输出模块包括缓冲电路，所述缓冲电路接DSP芯片的管脚1/管脚63/管脚61/管脚45，由于装置工作在强电环境，为了降低电磁干扰，增加了缓冲芯片，对输出进行缓冲。
优选的是，设有串口模块，所述串口模块将DSP芯片与上位机连接起来，用于数据的传输，通过上位机设定用电设备额定电压、启动电压及停止电压，并通过串口模块传递给DSP，方便调试与使用。
如图所示，DSP采用Microchip公司的DSPic30F5015芯片，该芯片具有高速、低功耗以及外设接口丰富等优点；IGBT驱动模块采用M57962芯片，该芯片在驱动模块内部集成了2500V的高隔离高电压的光电耦合器、过流保护电流和过流保护端子，以及升压电路，光电耦合器保证低压驱动端与高压执行端电气隔离；升压电路利用BOOST升压原理，对输入电压进行升压，对IGBT进行驱动的同时又可以对IGBT进行过压过流保护；电源管理电路将输入的+24V电压经过DC-DC变成+5V电压、+15V电压及-15V电压，其中+5V电压为DSP芯片、缓冲电路和串口模块的逻辑电平，+15V电压及-15V电压为IGBT驱动模块的逻辑电平及输入模块工作电压。
以上所述是本发明的优选实施方式而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，都不脱离本发明技术方案的保护范围。

Claims (7)

1.一种电源欠压保护方法，其特征在于：其步骤为
1）启动程序，对输入电压Vi进行采集；
2）对采集到的输入电压Vi进行第一次判断；
3）若输入电压Vi低于启动电压Vs，则计算升压比D1以驱动IGBT，并将输出电压Vo反馈至采集输入电压Vi端口；若输入电压Vi不低于启动电压Vs，则对采集到的输入电压Vi进行第二次判断；
4）若输入电压Vi高于停止电压Ve，则关闭IGBT；若输入电压Vi不高于停止电压Ve，则重新对输入电压Vi进行采集。
2.根据权利要求1所述的一种电源欠压保护方法，其特征在于：所述升压比公式为：D1=(Vs-Vi)/Vs。
3.根据权利要求2所述的一种电源欠压保护方法，其特征在于：根据升压比D1调整IGBT开关频率及占空比Ts：
Ts=2L/RD1(1-D1)2
其中，L为升压电感，R为负载电阻。
4.用于权利要求1-3中任一项所述的一种电源欠压保护方法的电源欠压保护电路，其特征在于：其包括
DSP芯片，用作中心控制器件，用于信号的收集与处理；
输入模块，检测输入电压，并输入给DSP芯片；
输出模块，将电压从DSP芯片中输出；
IGBT驱动模块，对输入电压进行升压，以驱动IGBT，并输出电压；
电源模块，将电源电压转换成各模块所需电压，并供给各模块。
5.根据权利要求4所述的保护电路，其特征在于：所述输出模块包括缓冲电路，所述缓冲电路接DSP芯片的管脚1/管脚63/管脚61/管脚45。
6.根据权利要求4所述的保护电路，其特征在于：设有串口模块，所述串口模块将DSP芯片与上位机连接起来，用于数据的传输。
7.根据权利要求4所述的保护电路，其特征在于：所述电源模块将+24V电压转换成+5V电压、﹢15V电压及-15V电压。
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