CN111294027A - 用于保护电子开关的限流保护电路 - Google Patents

Abstract

本发明公开了用于保护电子开关的限流保护电路，包括电子开关、PWM驱动电路、电流采样电路、比较电路，所述PWM驱动电路连接电子开关，所述电子开关连接电流采样电路，所述电流采样电路连接比较电路，所述比较电路连接PWM驱动电路；还包括滤波电路，所述滤波电路分别连接电流采样电路和比较电路；还包括DCDC升压电路，所述DCDC升压电路分别连接PWM驱动电路和电流采样电路；还包括蓄电池，所述蓄电池连接DCDC升压电路；解决现有技术虽可很好的保证输出电压的稳定，但却忽略了对电子开关的保护的不足，而设计的新的保护电子开关的限流保护电路，在使用时，能反馈电流参数、限制电流、以保护电子开关。

Description

用于保护电子开关的限流保护电路

技术领域

本发明涉及电子开关、电源技术等领域，具体的说，是用于保护电子开关的限流保护电路。

背景技术

PWM(脉冲宽度调制)是利用微处理器的数字输出来对模拟电路进行控制的一种非常有效的技术，广泛应用在从测量、通信到功率控制与变换的许多领域中。

脉冲宽度调制是一种模拟控制方脉冲宽度调制是利用微处理器的数字输出来对模拟电路进行控制的一种非常有效的技术，广泛应用在从测量、通信到功率控制与变换的许多领域中。

脉冲宽度调制是一种模拟控制方式，其根据相应载荷的变化来调制晶体管基极或MOS管栅极的偏置，来实现晶体管或MOS管导通时间的改变，从而实现开关稳压电源输出的改变。这种方式能使电源的输出电压在工作条件变化时保持恒定，是利用微处理器的数字信号对模拟电路进行控制的一种非常有效的技术。

PWM控制技术以其控制简单，灵活和动态响应好的优点而成为电力电子技术最广泛应用的控制方式，也是人们研究的热点。由于当今科学技术的发展已经没有了学科之间的界限，结合现代控制理论思想或实现无谐振波开关技术将会成为PWM控制技术发展的主要方向之一。其根据相应载荷的变化来调制晶体管基极或MOS管栅极的偏置，来实现晶体管或MOS管导通时间的改变，从而实现开关稳压电源输出的改变。这种方式能使电源的输出电压在工作条件变化时保持恒定，是利用微处理器的数字信号对模拟电路进行控制的一种非常有效的技术。

脉宽调制(PWM)基本原理：控制方式就是对逆变电路开关器件的通断进行控制，使输出端得到一系列幅值相等的脉冲，用这些脉冲来代替正弦波或所需要的波形。也就是在输出波形的半个周期中产生多个脉冲，使各脉冲的等值电压为正弦波形，所获得的输出平滑且低次谐波少。按一定的规则对各脉冲的宽度进行调制，即可改变逆变电路输出电压的大小，也可改变输出频率。

例如，把正弦半波波形分成N等份，就可把正弦半波看成由N个彼此相连的脉冲所组成的波形。这些脉冲宽度相等，都等于∏/n，但幅值不等，且脉冲顶部不是水平直线，而是曲线，各脉冲的幅值按正弦规律变化。如果把上述脉冲序列用同样数量的等幅而不等宽的矩形脉冲序列代替，使矩形脉冲的中点和相应正弦等分的中点重合，且使矩形脉冲和相应正弦部分面积(即冲量)相等，就得到一组脉冲序列，这就是PWM波形。可以看出，各脉冲宽度是按正弦规律变化的。根据冲量相等效果相同的原理，PWM波形和正弦半波是等效的。对于正弦的负半周，也可以用同样的方法得到PWM波形。

在PWM波形中，各脉冲的幅值是相等的，要改变等效输出正弦波的幅值时，只要按同一比例系数改变各脉冲的宽度即可，因此在交－直－交变频器中，PWM逆变电路输出的脉冲电压就是直流侧电压的幅值。

根据上述原理，在给出了正弦波频率，幅值和半个周期内的脉冲数后，PWM波形各脉冲的宽度和间隔就可以准确计算出来。按照计算结果控制电路中各开关器件的通断，就可以得到所需要的PWM波形。

目前传统的PWM控制IC一般都是单独的采用电压控制，对输出电压采样，然后送回至IC的电压补偿脚，调节输出PWM的脉宽，控制输出波形，而没有将电流控制做入整个系统之中。虽然用电压反馈来调节PWM波，能很好的保证输出电压的稳定，但却忽略了对电子开关的保护。

发明内容

本发明的目的在于提供用于保护电子开关的限流保护电路，解决现有技术虽可很好的保证输出电压的稳定，但却忽略了对电子开关的保护的不足，而设计的新的保护电子开关的限流保护电路，在使用时，能反馈电流参数、限制电流、以保护电子开关。

本发明通过下述技术方案实现：用于保护电子开关的限流保护电路，包括电子开关、PWM驱动电路、电流采样电路、比较电路，所述PWM驱动电路连接电子开关，所述电子开关连接电流采样电路，所述电流采样电路连接比较电路，所述比较电路连接PWM驱动电路。

进一步的，为更好地实现本发明，能够将电流采样电路采集到的电流参数信号进行滤波，以便与基准信号进行比较，在电流参数大于基准参数时发出关断信号，使PWM驱动电路受关断信号驱动控制电子开关关断，特别设置有下述结构：还包括滤波电路，所述滤波电路分别连接电流采样电路和比较电路。

进一步的为更好地实现本发明，能够将待逆变的直流电压进行升压，特别设置有下述结构：还包括DCDC升压电路，所述DCDC升压电路分别连接PWM驱动电路和电流采样电路。

进一步的为更好地实现本发明，能够将存储的直流电源进行逆变，特别设置有下述结构：还包括蓄电池，所述蓄电池连接DCDC升压电路。

进一步的，为更好地实现本发明，能够将经过升压后的直流电源逆变为交流电，特别设置有下述结构：：还包括DCDC逆变电路，所述DCDC逆变电路连接DCDC升压电路。

进一步的为更好地实现本发明，特别采用下述设置方式：所述PWM驱动电路包括PWM驱动芯片，且PWM驱动芯片型号为SG3525N。

进一步的为更好地实现本发明，能够精确的对电流参数进行采集，特别设置成下述结构：所述电流采样电路包括采样电阻，且采样电阻为锰铜丝电阻。

本发明与现有技术相比，具有以下优点及有益效果：

本发明解决现有技术虽可很好的保证输出电压的稳定，但却忽略了对电子开关的保护的不足，而设计的新的保护电子开关的限流保护电路，在使用时，能反馈电流参数、限制电流、以保护电子开关。

本发明增加了电流反馈通道，限制最大电流，反应速度快，弥补SG3525N作为电压型控制芯片在电流控制方面的不足，在软件失效的情况下保护电路不被损坏，同时实现低成本和高性能的设计要求，具有广阔的市场前景。

本发明构建一条闭环的电流反馈回路，以检测电流、保护电子开关。

本发明在实现限流保护的功能的同时消除了电路结构复杂、元器件数量众多、可靠性和成本价格方面的缺陷。并具有电路简单、性能优良，采用元器件非常少、体积小、成本低的优点。

附图说明

图1为本发明的原理图。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步地详细说明，但本发明的实施方式不限于此。

实施例1：

用于保护电子开关的限流保护电路，解决现有技术虽可很好的保证输出电压的稳定，但却忽略了对电子开关的保护的不足，而设计的新的保护电子开关的限流保护电路，在使用时，能反馈电流参数、限制电流、以保护电子开关，如图1所示，包括电子开关、PWM驱动电路、电流采样电路、比较电路，所述PWM驱动电路连接电子开关，所述电子开关连接电流采样电路，所述电流采样电路连接比较电路，所述比较电路连接PWM驱动电路。

实施例2：

本实施例是在上述实施例的基础上进一步优化，进一步的，为更好地实现本发明，能够将电流采样电路采集到的电流参数信号进行滤波，以便与基准信号进行比较，在电流参数大于基准参数时发出关断信号，使PWM驱动电路受关断信号驱动控制电子开关关断，如图1所示，特别设置有下述结构：还包括滤波电路，所述滤波电路分别连接电流采样电路和比较电路。由于采样到的电流参数会有许多的干扰信号，干扰信号将可能导致许多的误动作，甚至导致整个电路无法正常的工作，所以需要做滤波的处理，故在电流采样电路与比较电路之间串接一个滤波电路，去除采样电流参数中的毛刺，再送入比较电路。

实施例3：

本实施例是在上述实施例的基础上进一步优化，进一步的为更好地实现本发明，能够将待逆变的直流电压进行升压，如图1所示，特别设置有下述结构：还包括DCDC升压电路，所述DCDC升压电路分别连接PWM驱动电路和电流采样电路。

实施例4：

本实施例是在上述实施例的基础上进一步优化，进一步的为更好地实现本发明，能够将存储的直流电源进行逆变，如图1所示，特别设置有下述结构：还包括蓄电池，所述蓄电池连接DCDC升压电路。

实施例5：

本实施例是在上述实施例的基础上进一步优化，进一步的，为更好地实现本发明，能够将经过升压后的直流电源逆变为交流电，如图1所示，特别设置有下述结构：：还包括DCDC逆变电路，所述DCDC逆变电路连接DCDC升压电路。

实施例6：

本实施例是在上述实施例的基础上进一步优化，进一步的为更好地实现本发明，特别采用下述设置方式：所述PWM驱动电路包括PWM驱动芯片，且PWM驱动芯片型号为SG3525N。

实施例7：

本实施例是在上述实施例的基础上进一步优化，进一步的为更好地实现本发明，能够精确的对电流参数进行采集，特别设置成下述结构：所述电流采样电路包括采样电阻，且采样电阻为锰铜丝电阻。

电流采样电路，与电子开关串接，用以采样电流参数；比较电路，连接电流采样电路，用以将电流参数与基准参数比较，在电流参数大于基准参数时发出关断信号；PWM驱动电路连接比较电路，受关断信号驱动控制电子开关关断；蓄电池输出直流电后经DCDC升压电路进行升压，然后在DCAC逆变电路中逆变为交流电供负载使用。电子开关是DCDC升压电路中的关键元器件当瞬间给很大的负载，或者由于驱动波形的异常，会导致电子开关上有很大的电流通过。如刚好这时软件又无法对系统进行保护时，不可避免电子开关将会损坏，系统将无法正常工作，导致负载断电，带来不可估量的损失。故在DCDC升压电路上装设电流采样电路，实时的对电子开关的电流进行侦测，比较电路中设有一个电流的基准参数，当采样到的电流超过设定的基准参数后，比较电路会输出一个关断信号，PWM驱动电路收到关断信号后会关断电子开关，从而很好的保护了电子开关。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明做任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化，均落入本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.用于保护电子开关的限流保护电路，其特征在于：包括电子开关、PWM驱动电路、电流采样电路、比较电路，所述PWM驱动电路连接电子开关，所述电子开关连接电流采样电路，所述电流采样电路连接比较电路，所述比较电路连接PWM驱动电路。

2.根据权利要求1所述的用于保护电子开关的限流保护电路，其特征在于：还包括滤波电路，所述滤波电路分别连接电流采样电路和比较电路。

3.根据权利要求2所述的用于保护电子开关的限流保护电路，其特征在于：还包括DCDC升压电路，所述DCDC升压电路分别连接PWM驱动电路和电流采样电路。

4.根据权利要求3所述的用于保护电子开关的限流保护电路，其特征在于：还包括蓄电池，所述蓄电池连接DCDC升压电路。

5.根据权利要求4所述的用于保护电子开关的限流保护电路，其特征在于：还包括DCDC逆变电路，所述DCDC逆变电路连接DCDC升压电路。

6.根据权利要求5所述的用于保护电子开关的限流保护电路，其特征在于：所述PWM驱动电路包括PWM驱动芯片，且PWM驱动芯片型号为SG3525N。

7.根据权利要求6所述的用于保护电子开关的限流保护电路，其特征在于：所述电流采样电路包括采样电阻，且采样电阻为锰铜丝电阻。

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