CN115693594A - 电源欠压保护方法、电源电压保护系统及开关放大器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电源欠压保护方法、电源欠压保护系统及开关放大器，该方法包括：获取驱动芯片的电源电压，驱动芯片用于驱动绝缘栅双极型晶体管，以使绝缘栅双极型晶体管导通；在驱动芯片的电源电压处于欠压状态时，生成中断信号；基于中断信号控制控制芯片输出第一信号，控制逻辑转换芯片输出第二信号，逻辑转换芯片用于对驱动芯片的输出信号进行电压转换，将电压转换后的输出信号输入至驱动芯片中，以使驱动芯片驱动绝缘栅双极型晶体管，第一信号用于控制逻辑转换芯片向驱动芯片输出第二信号，以使绝缘栅双极型晶体管停止工作。本发明解决了相关技术中，由于无法对驱动电路进行欠压保护，导致降低绝缘栅双极型晶体管的使用寿命的技术问题。

Description

电源欠压保护方法、电源电压保护系统及开关放大器

技术领域

本发明涉及电子电力技术领域，具体而言，涉及一种电源欠压保护方法、电源欠压保护系统及开关放大器。

背景技术

IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor，绝缘栅双极型晶体管)是由三极管和MOS(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor，金属氧化物半导体场效应晶体管)管组成的复合型半导体器件。例如，图1所示的IGBT模块由多个MOS管组成。

在大功率的开关放大器中，MOS管是最关键的器件之一，必须对其做全方位的保护。而MOS管的驱动保护更是重中之重。通常MOS管工作于开关状态，在截止区和完全导通区之间高频切换。由于在切换过程中要经过线性区，因此，在切换MOS管的开关状态时会产生开关损耗。如果开关放大器的MOS管驱动发生欠压故障，则会导致MOS管的C极与G极导通不完全，MOS管工作在线性区，MOS管损耗增加温度上升，最终会导致MOS管烧毁损坏。

图2示出了一种传统式MOS管的驱动电路，由图2可知，该驱动电路由MCU(Microcontroller Unit，微控制单元)、逻辑电平转换芯片、驱动芯片和IGBT模块组成。在图2中，MCU发出电平为3.3V的PWM控制信号，通过逻辑电平转换芯片将MCU输出信号转换为5V电平的控制信号，5V的PWM控制信号再经过驱动芯片输出15V的驱动信号给到MOS管的G极，驱动信号为高电平时，C极与E极导通，驱动信号为低电平时，C、E极不导通。

然而，开关电源受多方面因素(例如，输入电压波动、器件工作温度异常等)干扰，该驱动电路不会进行欠压保护，存在着极大的风险。图3示出了开关电源在收到干扰时，电路中各个部件的工作状态。在图3中，逻辑转换芯片的中断使能电压为低电平，即逻辑转换芯片一直对MCU输出的PWM信号进行电压转换。当驱动芯片的电压的供电电压出现下降时，驱动芯片的栅极驱动电压VGE也会下降，即驱动芯片在电压偏低状态下工作，造成IGBT模块功耗增加、温度异常、损坏烧毁等问题。

针对上述的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

发明内容

本发明实施例提供了一种电源欠压保护方法、电源欠压保护系统及开关放大器，以至少解决相关技术中，由于无法对驱动电路进行欠压保护，导致降低绝缘栅双极型晶体管的使用寿命的技术问题。

根据本发明实施例的一个方面，提供了一种电源欠压保护方法，包括：获取驱动芯片的电源电压，其中，驱动芯片用于驱动绝缘栅双极型晶体管，以使绝缘栅双极型晶体管导通；在驱动芯片的电源电压处于欠压状态时，生成中断信号；基于中断信号控制控制芯片输出第一信号，并控制与控制芯片连接的逻辑转换芯片输出第二信号，其中，逻辑转换芯片用于对驱动芯片的输出信号进行电压转换，并将电压转换后的输出信号输入至驱动芯片中，以使驱动芯片驱动绝缘栅双极型晶体管，第一信号用于控制逻辑转换芯片向驱动芯片输出第二信号，以使绝缘栅双极型晶体管停止工作。

进一步的，电源欠压保护方法还包括：在获取驱动芯片的电源电压之后，在驱动芯片的电源电压未处于欠压状态时，生成使能信号；基于使能信号控制控制芯片输出第三信号；控制逻辑转换芯片对第三信号进行电压转换，得到转换后的第三信号，其中，转换后的第三信号用于控制驱动芯片驱动绝缘栅双极型晶体管，以使驱动绝缘栅双极型晶体管导通。

进一步的，电源欠压保护方法还包括：在获取驱动芯片的电源电压之后，对电源电压进行分压处理，得到分压后的电源电压；获取基准电压，对基准电压进行降压处理，得到降压后的基准电压；对降压后的基准电压进行分压处理，得到分压后的基准电压；比对分压后的电源电压及分压后的基准电压，得到比对结果；根据比对结果确定驱动芯片的电源电压是否处于欠压状态。

进一步的，电源欠压保护方法还包括：在分压后的电源电压小于分压后的基准电压，确定驱动芯片的电源电压处于欠压状态；在分压后的电源电压大于或等于分压后的基准电压，确定驱动芯片的电源电压未处于欠压状态。

根据本发明实施例的另一方面，还提供了一种电源欠压保护系统，包括：驱动芯片，与绝缘栅双极型晶体管连接，用于驱动绝缘栅双极型晶体管，以使绝缘栅双极型晶体管导通；保护电路，与驱动芯片的电源连接，用于获取驱动芯片的电源电压，并在驱动芯片的电源电压处于欠压状态时，输出中断信号；控制芯片，与保护电路连接，用于基于中断信号输出第一信号，其中，第一信号用于控制逻辑转换芯片向驱动芯片输出第二信号，以使绝缘栅双极型晶体管停止工作；逻辑转换芯片，与控制芯片、保护电路以及驱动芯片连接，用于基于中断信号输出第二信号，和/或基于第一信号输出第二信号。

进一步的，保护电路包括：第一端口，与驱动芯片的电源连接；第一分压电路，与第一端口连接，用于对驱动芯片的电源电压进行分压处理，得到分压后的电源电压；第二端口，与基准电源连接；第二分压电路，与第二端口连接，用于对基准电源的基准电压进行分压处理，得到分压后的基准电压；比较器，与第一分压电路和第二分压电路连接，用于比对分压后的电源电压与分压后的基准电压，并输出比对结果。

进一步的，第一分压电路包括：第一电阻，其中，第一电阻的第一端与地线连接，第一电阻的第二端与比较器的第一输入端口连接；第二电阻，其中，第二电阻的第一端与第一端口连接，第二电阻的第二端与第一输入端口连接。

进一步的，保护电路还包括：稳压电路，连接在第二端口与第二分压电路之间，用于对基准电源的基准电压进行降压处理。

进一步的，第二分压电路包括：第三电阻，其中，第三电阻的第一端与稳压电路连接，第三电阻的第二端与比较器的第二输入端口连接；第四电阻，其中，第四电阻的第一端与地线连接，第四电阻的第二端与第二输入端口连接。

进一步的，稳压电路包括：稳压器，连接在基准电源与第三电阻之间，用于对基准电源的基准电压进行降压处理；第一电容，与稳压器的输入端口连接，用于对基准电源的基准电压进行滤波处理；第二电容，与稳压器的输出端口连接，用于对稳压器的输出电压进行滤波处理。

进一步的，保护电路还包括：耦合单元，与比较器连接，用于在比对结果满足预设条件时，输出中断信号。

进一步的，耦合单元包括：光耦单元，其中，光耦单元的负极与比较器的输出端口连接，光耦单元的正极与限流电阻连接；第三分压电路，与光耦单元的输出端口连接，用于对光耦单元的输出电压进行分压处理。

进一步的，耦合单元包括：第五电阻，与比较器的输出端口连接，用于控制耦合单元的开关。

根据本发明实施例的另一方面，还提供了一种开关放大器，包括上述任意一项的电源欠压保护系统。

在本发明实施例中，采用软件与硬件相结合对绝缘栅双极型晶体管进行保护的方式，在获取到驱动芯片的电源电压之后，检测驱动芯片的电源电压是否处于欠压状态，并在驱动芯片的电源电压处于欠压状态时，生成中断信号，并基于中断信号控制控制芯片输出第一信号，控制与控制芯片连接的逻辑转换芯片输出第二信号，其中，驱动芯片用于驱动绝缘栅双极型晶体管，以使绝缘栅双极型晶体管导通，逻辑转换芯片用于对驱动芯片的输出信号进行电压转换，并将电压转换后的输出信号输入至驱动芯片中，以使驱动芯片驱动绝缘栅双极型晶体管，第一信号用于控制逻辑转换芯片向驱动芯片输出第二信号，以使绝缘栅双极型晶体管停止工作。

在上述过程中，在驱动芯片的电源电压处于欠压状态时，控制芯片可向逻辑转换芯片发送控制指令(即第一信号)，以使逻辑转换芯片向驱动芯片输出第二信号，该第二信号使驱动芯片的栅极驱动电压下降，从而使绝缘栅双极型晶体管停止工作，即过程实现了IGBT驱动电源欠压的软件保护。另外，在驱动芯片的电源电压处于欠压状态时，逻辑转换芯片还可基于中断信号直接向驱动芯片输出第二信号，即保护电路可直接控制逻辑转换芯片，从而实现了IGBT驱动电源欠压的硬件保护。即在本申请中，采用软件保护与硬件保护相结合的方式，避免了驱动芯片因驱动电压不足，导致绝缘栅双极型晶体管无法完全导通，导致绝缘栅双极型晶体管的使用寿命降低的问题，改善了绝缘栅双极型晶体管的性能、MOS管的损耗以及绝缘栅双极型晶体管发热的问题，提高了绝缘栅双极型晶体管的使用寿命。

由此可见，本申请所提供的方案达到了在驱动芯片的电源电压处于欠压状态时，对绝缘栅双极型晶体管进行保护目的，从而实现了提高绝缘栅双极型晶体管的使用寿命的技术效果，进而解决了相关技术中，由于无法对驱动电路进行欠压保护，导致降低绝缘栅双极型晶体管的使用寿命的技术问题。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是现有技术中的IGBT模块的示意图；

图2是传统式MOS管的驱动电路；

图3是现有的驱动电路中各个部件的工作状态的波形图；

图4是根据本发明实施例的一种电源欠压保护方法的流程图；

图5是根据本发明实施例的一种可选的电源欠压保护系统的示意图；

图6是根据本发明实施例的一种可选的各个部件的输出波形图；

图7是根据本发明实施例的一种可选的保护电路的示意图；

图8是根据本发明实施例的一种可选的电子设备的示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

需要说明的是，本发明所涉及的相关信息(包括但不限于用户设备信息、用户个人信息等)和数据(包括但不限于用于展示的数据、分析的数据等)，均为经用户授权或者经过各方充分授权的信息和数据。例如，本系统和相关用户或机构间设置有接口，在获取相关信息之前，需要通过接口向前述的用户或机构发送获取请求，并在接收到前述的用户或机构反馈的同意信息后，获取相关信息。

实施例1

根据本发明实施例，提供了一种电源欠压保护方法实施例，需要说明的是，在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行，并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。

图4是根据本发明实施例的一种可选的电源欠压保护方法的流程图，如图4所示，该方法包括如下步骤：

步骤S402，获取驱动芯片的电源电压，其中，驱动芯片用于驱动绝缘栅双极型晶体管，以使绝缘栅双极型晶体管导通。

在步骤S402中，驱动芯片与绝缘栅双极型晶体管IGBT连接，其中，驱动芯片可控制绝缘栅双极型晶体管IGBT的导通。

可选的，图5示出了一种可选的电源欠压保护系统的示意图，由图5可知，该系统与现有技术相比，增加了保护电路。该保护电路与驱动芯片的驱动电源连接，可在驱动芯片的电源电压不足时，对控制芯片MCU和逻辑转换芯片进行控制，以实现对IGBT模块的保护。

步骤S404，在驱动芯片的电源电压处于欠压状态时，生成中断信号。

在步骤S404中，在本实施例中，驱动芯片的电源电压低于15V时，驱动芯片的电源电压处于欠压状态。其中，保护电路中部署有比较器，通过该比较器可确定驱动芯片的电源电压是否处于欠压状态，并在驱动芯片的电源电压处于欠压状态时，生成用于中断IGBT模块工作的中断信号。

步骤S406，基于中断信号控制控制芯片输出第一信号，并控制与控制芯片连接的逻辑转换芯片输出第二信号，其中，逻辑转换芯片用于对驱动芯片的输出信号进行电压转换，并将电压转换后的输出信号输入至驱动芯片中，以使驱动芯片驱动绝缘栅双极型晶体管，第一信号用于控制逻辑转换芯片向驱动芯片输出第二信号，以使绝缘栅双极型晶体管停止工作。

可选的，图6示出了在保护电路下，各个部件的输出波形图，如图6所示，在保护电路生成中断信号之后，保护电路将中断信号同时发送至控制芯片MCU和逻辑转换芯片，即保护电路可直接控制逻辑转换芯片中断输出PWM信号，即逻辑转换芯片的中断使能电压为高电平，逻辑转换芯片不再进行电压转换，仅输出低电平，以使驱动芯片的栅极驱动电压下降，IGBT模块停止工作，实现了电源欠压的硬件保护。另外，保护电路还可控制控制芯片MCU输出第一信号，由于控制芯片MCU与逻辑转换芯片连接，因此，控制芯片MCU通过第一信号来控制逻辑转换芯片中断输出PWM信号，实现了电源欠压的软件保护。

基于上述步骤S402至步骤S406所限定的方案，可以获知，在本发明实施例中，采用软件与硬件相结合对绝缘栅双极型晶体管进行保护的方式，在获取到驱动芯片的电源电压之后，检测驱动芯片的电源电压是否处于欠压状态，并在驱动芯片的电源电压处于欠压状态时，生成中断信号，并基于中断信号控制控制芯片输出第一信号，控制与控制芯片连接的逻辑转换芯片输出第二信号，其中，驱动芯片用于驱动绝缘栅双极型晶体管，以使绝缘栅双极型晶体管导通，逻辑转换芯片用于对驱动芯片的输出信号进行电压转换，并将电压转换后的输出信号输入至驱动芯片中，以使驱动芯片驱动绝缘栅双极型晶体管，第一信号用于控制逻辑转换芯片向驱动芯片输出第二信号，以使绝缘栅双极型晶体管停止工作。

容易注意到的是，在上述过程中，在驱动芯片的电源电压处于欠压状态时，控制芯片可向逻辑转换芯片发送控制指令(即第一信号)，以使逻辑转换芯片向驱动芯片输出第二信号，该第二信号使驱动芯片的栅极驱动电压下降，从而使绝缘栅双极型晶体管停止工作，即过程实现了IGBT驱动电源欠压的软件保护。另外，在驱动芯片的电源电压处于欠压状态时，逻辑转换芯片还可基于中断信号直接向驱动芯片输出第二信号，即保护电路可直接控制逻辑转换芯片，从而实现了IGBT驱动电源欠压的硬件保护。即在本申请中，采用软件保护与硬件保护相结合的方式，避免了驱动芯片因驱动电压不足，导致绝缘栅双极型晶体管无法完全导通，导致绝缘栅双极型晶体管的使用寿命降低的问题，改善了绝缘栅双极型晶体管的性能、MOS管的损耗以及绝缘栅双极型晶体管发热的问题，提高了绝缘栅双极型晶体管的使用寿命。

由此可见，本申请所提供的方案达到了在驱动芯片的电源电压处于欠压状态时，对绝缘栅双极型晶体管进行保护目的，从而实现了提高绝缘栅双极型晶体管的使用寿命的技术效果，进而解决了相关技术中，由于无法对驱动电路进行欠压保护，导致降低绝缘栅双极型晶体管的使用寿命的技术问题。

在一种可选的实施例中，在获取驱动芯片的电源电压之后，如果驱动芯片的电源电压未处于欠压状态，则保护电路生成使能信号，并基于使能信号控制控制芯片输出第三信号，然后，控制逻辑转换芯片对第三信号进行电压转换，得到转换后的第三信号，其中，转换后的第三信号用于控制驱动芯片驱动绝缘栅双极型晶体管，以使驱动绝缘栅双极型晶体管导通。

即在驱动芯片的电源电压足够时，保护电路向控制芯片MCU和逻辑转换芯片输出使能信号，控制芯片MCU和逻辑转换芯片能够正常输出PWM信号，以使驱动芯片驱动绝缘栅双极型晶体管。

在一种可选的实施例中，在获取驱动芯片的电源电压之后，保护电路对电源电压进行分压处理，得到分压后的电源电压，然后，获取基准电压，对基准电压进行降压处理，得到降压后的基准电压，并对降压后的基准电压进行分压处理，得到分压后的基准电压；比对分压后的电源电压及分压后的基准电压，得到比对结果，并根据比对结果确定驱动芯片的电源电压是否处于欠压状态。

可选的，图7示出了一种可选的保护电路的示意图，如图7所示，基准电压经过稳压器W进行电压转换，将15V的基准电压降至5V，再经过由电阻R3、R4组成的分压电路，得到分压后的基准电压V-。即分压后的基准电压V-可由下式表示：

需要说明的是，为确保电源电压下降时，分压后的基准电压V-不受影响，基准电压是由稳压器W将15V的供电电压稳压出来的。其中，稳压器的型号可以为但不限于7805，稳压器7805的最高输入极限电压为36V，最低输入电压为7V，在该电压范围内，稳压器可稳定输出5V电压。

另外，驱动芯片的电源电压V1经过由电阻R1、R2组成的分压电路后，得到分压后的电源电压V+，其中，分压后的电源电压可由下式表示：

进一步的，如图7所示，在得到分压后的电源电压以及分压后的基准电压之后，比较器P对两个电压进行比较，并输出比较结果Vout。

具体的，在分压后的电源电压小于分压后的基准电压，确定驱动芯片的电源电压处于欠压状态，此时，Vout输出高电平。在分压后的电源电压大于或等于分压后的基准电压，确定驱动芯片的电源电压未处于欠压状态，此时，Vout输出低电平。

其中，当Vout为低电平时，耦合单元U的发光二极管导通，此时，耦合单元U的三极管导通，保护电路的输出端口FO为高电平；当Vout为高电平时，耦合单元U的发光二极管不导通，此时，耦合单元U的三极管不导通，保护电路的输出端口FO为低电平。

而保护电路的输出端口FO连接逻辑转换芯片的OE引脚(即中断使能端口)，当OE引脚为高电平时，逻辑转换芯片中断输出PWM信号；OE引脚为低电平时，逻辑转换芯片正常输出PWM信号；保护电路的输出端口FO同时连接控制芯片MCU，当控制芯片MCU的中断使能端口为高电平时，控制芯片MCU中断输出PWM信号；当控制芯片MCU的中断使能端口为低电平时，控制芯片MCU正常输出PWM信号。

只有在驱动芯片的电源电压恢复正常时，也即V+＞V-时，比较器的输出Vout为高电平，PWM控制信号才会正常发送，IGBT重新工作。

由上述内容可知，在本申请中，采用保护电路实现IGBT驱动电源欠压软硬件双保护，即将中断信号发送到逻辑转换芯片(硬件)和控制芯片MCU(软件)，由两个芯片双重终止PWM波发送，防止IGBT误开通产生损坏，避免了相关技术中，驱动芯片因驱动电压不足导致IGBT无法完全开通的问题，改善了IGBT性能、MOS管损耗、IGBT模块发热的问题，提高IGBT使用寿命，保证了大功率开关放大器在使用过程中的全方面的保护。

实施例2

根据本发明实施例，还提供了一种电源欠压保护系统的实施例，其中，图5是根据本发明实施例的一种可选的电源欠压保护系统的示意图，如图5所示，该系统包括：控制芯片(即MCU)10、逻辑转换芯片20、驱动芯片30、绝缘栅双极型晶体管(即IGBT模块)40以及保护电路50。

如图5所示，驱动芯片30，与绝缘栅双极型晶体管40连接，用于驱动绝缘栅双极型晶体管40，以使绝缘栅双极型晶体管40导通；保护电路50，与驱动芯片30的电源连接，用于获取驱动芯片30的电源电压，并在驱动芯片30的电源电压处于欠压状态时，输出中断信号；控制芯片10，与保护电路50连接，用于基于中断信号输出第一信号，其中，第一信号用于控制逻辑转换芯片20向驱动芯片30输出第二信号，以使绝缘栅双极型晶体管40停止工作；逻辑转换芯片20，与控制芯片10、保护电路50以及驱动芯30片连接，用于基于中断信号输出第二信号，和/或基于第一信号输出第二信号。

需要说明的是，由5可知，该系统与现有技术相比，增加了保护电路。该保护电路与驱动芯片的驱动电源连接，可在驱动芯片的电源电压不足时，对控制芯片MCU和逻辑转换芯片进行控制，以实现对IGBT模块的保护。

另外，在本实施例中，驱动芯片的电源电压低于15V时，驱动芯片的电源电压处于欠压状态。其中，保护电路中部署有比较器，通过该比较器可确定驱动芯片的电源电压是否处于欠压状态，并在驱动芯片的电源电压处于欠压状态时，生成用于中断IGBT模块工作的中断信号。

可选的，图6示出了在保护电路下，各个部件的输出波形图，如图6所示，在保护电路生成中断信号之后，保护电路将中断信号同时发送至控制芯片MCU和逻辑转换芯片，即保护电路可直接控制逻辑转换芯片中断输出PWM信号，即逻辑转换芯片的中断使能电压为高电平，逻辑转换芯片不再进行电压转换，仅输出低电平，以使驱动芯片的栅极驱动电压下降，IGBT模块停止工作，实现了电源欠压的硬件保护。另外，保护电路还可控制控制芯片MCU输出第一信号，由于控制芯片MCU与逻辑转换芯片连接，因此，控制芯片MCU通过第一信号来控制逻辑转换芯片中断输出PWM信号，实现了电源欠压的软件保护。

由上述可知，在本实施例中，在驱动芯片的电源电压处于欠压状态时，控制芯片可向逻辑转换芯片发送控制指令(即第一信号)，以使逻辑转换芯片向驱动芯片输出第二信号，该第二信号使驱动芯片的栅极驱动电压下降，从而使绝缘栅双极型晶体管停止工作，即过程实现了IGBT驱动电源欠压的软件保护。另外，在驱动芯片的电源电压处于欠压状态时，逻辑转换芯片还可基于中断信号直接向驱动芯片输出第二信号，即保护电路可直接控制逻辑转换芯片，从而实现了IGBT驱动电源欠压的硬件保护。即在本申请中，采用软件保护与硬件保护相结合的方式，避免了驱动芯片因驱动电压不足，导致绝缘栅双极型晶体管无法完全导通，导致绝缘栅双极型晶体管的使用寿命降低的问题，改善了绝缘栅双极型晶体管的性能、MOS管的损耗以及绝缘栅双极型晶体管发热的问题，提高了绝缘栅双极型晶体管的使用寿命。

由此可见，本申请所提供的方案达到了在驱动芯片的电源电压处于欠压状态时，对绝缘栅双极型晶体管进行保护目的，从而实现了提高绝缘栅双极型晶体管的使用寿命的技术效果，进而解决了相关技术中，由于无法对驱动电路进行欠压保护，导致降低绝缘栅双极型晶体管的使用寿命的技术问题。

在一种可选的实施例中，图7示出了一种可选的保护电路的示意图，如图7所示，保护电路包括：第一端口M1、第一分压电路L1、第二端口M2、第二分压电路L2以及比较器P。

其中，第一端口M1，与驱动芯片30的电源V1连接；第一分压电路L1，与第一端口M1连接，用于对驱动芯片30的电源电压进行分压处理，得到分压后的电源电压。

第二端口M2，与基准电源V2连接；第二分压电路L2，与第二端口M2连接，用于对基准电源V2的基准电压进行分压处理，得到分压后的基准电压。

比较器P，与第一分压电路L1和第二分压电路L2连接，用于比对分压后的电源电压与分压后的基准电压，并输出比对结果。

需要说明的是，基准电源的电压可以为但不限于15V，还可根据实际需求设置其他的电压值。

另外，第一分压电路L1可以由多个电阻所组成，例如，在图7中，第一分压电路包括第一电阻R1和第二电阻R2。其中，第一电阻R1的第一端与地线连接，第一电阻R1的第二端与比较器P的第一输入端口连接；第二电阻R2的第一端与第一端口连接，第二电阻R2的第二端与第一输入端口连接。

即驱动芯片的电源电压V1经过由电阻R1、R2组成的分压电路后，得到分压后的电源电压V+，其中，分压后的电源电压可由下式表示：

需要说明的是，上述第一电阻R1和第二电阻R2的数值也可根据实际需求进行设置，本申请对其数值不做具体限定。

在一种可选的实施例中，保护电路50还包括：稳压电路T，其中，稳压电路T，连接在第二端口M2与第二分压电路L2之间，用于对基准电源V2的基准电压进行降压处理。

如图7所示，第二分压电路L2包括：第三电阻R3和第四电阻R4，第三电阻R3的第一端与稳压电路T连接，第三电阻R3的第二端与比较器P的第二输入端口连接；第四电阻R4的第一端与地线连接，第四电阻R4的第二端与第二输入端口连接。

稳压电路T包括：稳压器T、第一电容C1以及第二电容C2。其中，稳压器T，连接在基准电源与第三电阻R3之间，用于对基准电源的基准电压进行降压处理；第一电容C1，与稳压器W的输入端口连接，用于对基准电源的基准电压进行滤波处理；第二电容C2，与稳压器W的输出端口连接，用于对稳压器W的输出电压进行滤波处理。

可选的，在图7中，基准电压经过稳压器W进行电压转换，将15V的基准电压降至5V，再经过由电阻R3、R4组成的分压电路，得到分压后的基准电压V-。即分压后的基准电压V-可由下式表示：

需要说明的是，为确保电源电压下降时，分压后的基准电压V-不受影响，基准电压是由稳压器W将15V的供电电压稳压出来的。其中，稳压器的型号可以为但不限于7805，稳压器7805的最高输入极限电压为36V，最低输入电压为7V，在该电压范围内，稳压器可稳定输出5V电压。

在一种可选的实施例中，如图7所示，保护电路50还包括：耦合单元U，其中，耦合单元U，与比较器P连接，用于在比对结果满足预设条件时，输出中断信号。

可选的，耦合单元U包括：光耦单元、第三分压电路L3及第五电阻R5，其中，光耦单元的负极与比较器P的输出端口连接，光耦单元的正极与限流电阻R8连接；第三分压电路L3，与光耦单元的输出端口连接，用于对光耦单元的输出电压进行分压处理；第五电阻R5，与比较器P的输出端口连接，用于控制耦合单元的开关。

需要说明的是，由图7可知，第三分压电路L3由电阻R6和R7组成。电阻R5为上拉电阻，在Vout没有输出的情况下，可保证光耦单元处于关断状态。另外，光耦单元可实现5V电压与3.3V电压的信号隔离。

此外，上述的电容C1、C2，以及电阻R5、R6、R7、R8的具体数值在本申请中不进行具体限定。

进一步的，如图7所示，在得到分压后的电源电压以及分压后的基准电压之后，比较器P对两个电压进行比较，并输出比较结果Vout。

具体的，在分压后的电源电压小于分压后的基准电压，确定驱动芯片的电源电压处于欠压状态，此时，Vout输出高电平。在分压后的电源电压大于或等于分压后的基准电压，确定驱动芯片的电源电压未处于欠压状态，此时，Vout输出低电平。

其中，当Vout为低电平时，耦合单元U的发光二极管导通，此时，耦合单元U的三极管导通，保护电路的输出端口FO为高电平；当Vout为高电平时，耦合单元U的发光二极管不导通，此时，耦合单元U的三极管不导通，保护电路的输出端口FO为低电平。

而保护电路的输出端口FO连接逻辑转换芯片的OE引脚(即中断使能端口)，当OE引脚为高电平时，逻辑转换芯片中断输出PWM信号；OE引脚为低电平时，逻辑转换芯片正常输出PWM信号；保护电路的输出端口FO同时连接控制芯片MCU，当控制芯片MCU的中断使能端口为高电平时，控制芯片MCU中断输出PWM信号；当控制芯片MCU的中断使能端口为低电平时，控制芯片MCU正常输出PWM信号。

只有在驱动芯片的电源电压恢复正常时，也即V+＞V-时，比较器的输出Vout为高电平，PWM控制信号才会正常发送，IGBT重新工作。

由上述内容可知，在本申请中，采用保护电路实现IGBT驱动电源欠压软硬件双保护，即将中断信号发送到逻辑转换芯片(硬件)和控制芯片MCU(软件)，由两个芯片双重终止PWM波发送，防止IGBT误开通产生损坏，避免了相关技术中，驱动芯片因驱动电压不足导致IGBT无法完全开通的问题，改善了IGBT性能、MOS管损耗、IGBT模块发热的问题，提高IGBT使用寿命，保证了大功率开关放大器在使用过程中的全方面的保护。

实施例3

根据本发明实施例的另一方面，还提供了一种开关放大器，该开关放大器包括上述实施例中的电源欠压保护系统。

实施例4

根据本发明实施例的另一方面，还提供了一种电子设备，其中，图8是根据本发明实施例的一种可选的电子设备的示意图，如图8所示，电子设备包括一个或多个处理器；存储器，用于存储一个或多个程序，当一个或多个程序被一个或多个处理器执行时，使得一个或多个处理器实现用于运行程序，其中，程序被设置为运行时执行上述的存储资源的分配方法。

上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。

在本发明的上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的技术内容，可通过其它的方式实现。其中，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如单元的划分，可以为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，单元或模块的间接耦合或通信连接，可以是电性或其它的形式。

作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可为个人计算机、服务器或者网络设备等)执行本发明各个实施例方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、移动硬盘、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (11)

1.一种电源欠压保护方法，其特征在于，包括：

获取驱动芯片的电源电压，其中，所述驱动芯片用于驱动绝缘栅双极型晶体管，以使所述绝缘栅双极型晶体管导通；

在所述驱动芯片的电源电压处于欠压状态时，生成中断信号；

基于所述中断信号控制控制芯片输出第一信号，并控制与所述控制芯片连接的逻辑转换芯片输出第二信号，其中，所述逻辑转换芯片用于对所述驱动芯片的输出信号进行电压转换，并将电压转换后的输出信号输入至所述驱动芯片中，以使所述驱动芯片驱动所述绝缘栅双极型晶体管，所述第一信号用于控制所述逻辑转换芯片向所述驱动芯片输出所述第二信号，以使所述绝缘栅双极型晶体管停止工作。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在获取驱动芯片的电源电压之后，所述方法还包括：

在所述驱动芯片的电源电压未处于所述欠压状态时，生成使能信号；

基于所述使能信号控制所述控制芯片输出第三信号；

控制所述逻辑转换芯片对所述第三信号进行电压转换，得到转换后的第三信号，其中，所述转换后的第三信号用于控制所述驱动芯片驱动所述绝缘栅双极型晶体管，以使所述驱动绝缘栅双极型晶体管导通。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在获取驱动芯片的电源电压之后，所述方法还包括：

对所述电源电压进行分压处理，得到分压后的电源电压；

获取基准电压，对所述基准电压进行降压处理，得到降压后的基准电压；

对所述降压后的基准电压进行分压处理，得到分压后的基准电压；

比对所述分压后的电源电压及所述分压后的基准电压，得到比对结果；

根据所述比对结果确定所述驱动芯片的电源电压是否处于所述欠压状态。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，根据所述比对结果确定所述驱动芯片的电源电压是否处于所述欠压状态，包括：

在所述分压后的电源电压小于所述分压后的基准电压，确定所述驱动芯片的电源电压处于所述欠压状态；

在所述分压后的电源电压大于或等于所述分压后的基准电压，确定所述驱动芯片的电源电压未处于所述欠压状态。

5.一种电源欠压保护系统，其特征在于，包括：

驱动芯片，与绝缘栅双极型晶体管连接，用于驱动所述绝缘栅双极型晶体管，以使所述绝缘栅双极型晶体管导通；

保护电路，与所述驱动芯片的电源连接，用于获取所述驱动芯片的电源电压，并在所述驱动芯片的电源电压处于欠压状态时，输出中断信号；

控制芯片，与所述保护电路连接，用于基于所述中断信号输出第一信号，其中，所述第一信号用于控制逻辑转换芯片向所述驱动芯片输出第二信号，以使所述绝缘栅双极型晶体管停止工作；

所述逻辑转换芯片，与所述控制芯片、所述保护电路以及所述驱动芯片连接，用于基于所述中断信号输出所述第二信号，和/或基于所述第一信号输出所述第二信号。

6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述保护电路包括：

第一端口，与所述驱动芯片的电源连接；

第一分压电路，与所述第一端口连接，用于对所述驱动芯片的电源电压进行分压处理，得到分压后的电源电压；

第二端口，与基准电源连接；

第二分压电路，与所述第二端口连接，用于对所述基准电源的基准电压进行分压处理，得到分压后的基准电压；

比较器，与所述第一分压电路和所述第二分压电路连接，用于比对所述分压后的电源电压与所述分压后的基准电压，并输出比对结果。

7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述第一分压电路包括：

第一电阻，其中，所述第一电阻的第一端与地线连接，所述第一电阻的第二端与所述比较器的第一输入端口连接；

第二电阻，其中，所述第二电阻的第一端与所述第一端口连接，所述第二电阻的第二端与所述第一输入端口连接。

8.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述保护电路还包括：

稳压电路，连接在所述第二端口与所述第二分压电路之间，用于对所述基准电源的基准电压进行降压处理。

9.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，所述第二分压电路包括：

第三电阻，其中，所述第三电阻的第一端与所述稳压电路连接，所述第三电阻的第二端与所述比较器的第二输入端口连接；

第四电阻，其中，所述第四电阻的第一端与地线连接，所述第四电阻的第二端与所述第二输入端口连接。

10.根据权利要求9所述的系统，其特征在于，所述稳压电路包括：

稳压器，连接在所述基准电源与所述第三电阻之间，用于对所述基准电源的基准电压进行降压处理；

第一电容，与所述稳压器的输入端口连接，用于对所述基准电源的基准电压进行滤波处理；

第二电容，与所述稳压器的输出端口连接，用于对所述稳压器的输出电压进行滤波处理。

11.一种开关放大器，其特征在于，包括权利要求5至10中任意一项所述的电源欠压保护系统。

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