CN117394270A - 一种过流保护电路和方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种过流保护电路和方法，该电路包括：保护开关与检测单元串联后的两端与测试系统的两端相连；检测单元用于采集测试系统的电信号，并输出至控制单元；控制单元包括：变化率补偿单元、第一比较器和求差器；变化率补偿单元的输入端以及第一比较器的负输入端，均接收电信号；变化率补偿单元的输出端，输出补偿分量至求差器的负输入端；求差器的正输入端接收参考保护阈值；求差器的输出端输出实际保护阈值至第一比较器的正输入端；第一比较器的输出端作为控制单元的输出端；基于提取电信号的相关信息对实际保护阈值进行动态调整，可以补偿由于保护开关延时造成故障电流持续增大，提高保护速度，降低系统故障电流的峰值，提升系统的安全性。

Description

一种过流保护电路和方法

技术领域

本发明属于电路保护技术领域，更具体的说，尤其涉及一种过流保护电路和方法。

背景技术

相比于硅基功率开关器件Si IGBT，碳化硅功率开关器件SiC MOSFET具有更高的开关速度、更低的开关损耗以及更好的耐高温特性等优点。SiC MOSFET的应用可以显著提升系统的功率密度和效率，降低系统体积。SiC MOSFET目前在电动汽车等领域得到了越来越广泛的应用。然而，SiC MOSFET的短路耐受时间（2-3μs）远小于Si IGBT的短路耐受时间（10-12μs）。此特点对于设计针对SiC MOSFET的短路测试方法提出了更高的要求和挑战。

在SiC和硅功率器件（Si IGBT 和Si MOSFET）在短路以及双脉冲测试过程中，被测对象的损坏后，会导致测试系统中的大容量母线电容持续对被测对象以及回路提供能量，致使系统中的电流持续升高，可对系统造成二次伤害。因此，测试系统中需要有快速保护开关及其算法，在系统电流异常情况下，2μs内快速切断储能电容与故障系统之间的通路，避免故障电流/能量失控，造成测试系统的其他部件的损坏。

然而，由于SiC开通速度快，保护电路在检测到故障电流到达阈值后，由于现有保护开关本身的延迟时间，故障电流还会持续上升，持续上升的故障电流，会对系统造成损坏（例如，系统弹簧针，后者工装夹具socket）。这一问题在SiC器件动态测试过程中，尤为突出。因此，需要针对此问题提出故障保护策略以及方法，保证系统安全。

目前采用系统通过检测故障电流，故障电流到达保护阈值后，执行故障电流分断指令。但由于保护开关有动作延迟的特性，在系统电流达到故障电流后，还会继续上升，直到保护开关延迟特性结束，故障电流开始下降。在SiC器件测试系统中，由于保护开关的延迟时间，增加了系统实际的保护时间，持续上升的电流，会损害系统安全。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种过流保护电路和方法，用于提高保护速度，降低系统故障电流的峰值，提升系统的安全性。

本申请第一方面公开了一种过流保护电路，包括：测试系统、保护开关、检测单元和控制单元；

所述保护开关与所述检测单元串联后的两端与所述测试系统的两端相连；

所述控制单元的输入端与所述检测单元的输出端相连；所述检测单元用于采集所述测试系统的电信号，并输出至所述控制单元；

所述控制单元的输出端与所述保护开关的控制端相连；

其中，所述控制单元包括：变化率补偿单元、第一比较器和求差器；所述变化率补偿单元的输入端以及所述第一比较器的负输入端，均接收所述电信号；所述变化率补偿单元的输出端，输出补偿分量至所述求差器的负输入端；所述求差器的正输入端接收参考保护阈值；所述求差器的输出端输出实际保护阈值至所述第一比较器的正输入端；所述第一比较器的输出端作为所述控制单元的输出端。

可选的，所述检测单元包括：电感；

所述电感与所述保护开关之间的连接点作为所述检测单元的输出端。

可选的，所述检测单元包括：电流传感器；

所述电流传感器的输出端作为所述检测单元的输出端。

可选的，若所述检测单元包括电感，则所述变化率补偿单元包括：第一运算单元；

所述第一运算单元的正输入端作为所述变化率补偿单元的输入端；

所述第一运算单元的输出端与所述第一运算单元的负输入端相连；

所述第一运算单元的输出端作为所述变化率补偿单元的输出端。

可选的，若所述检测单元包括电流传感器，则所述变化率补偿单元包括：微分电路和第二运算单元；所述微分电路包括电容和电阻；

所述电容的一端作为所述变化率补偿单元的输入端；

所述电容的另一端分别与所述电阻的一端和所述第二运算单元的负输入端相连；

所述电阻的另一端与所述第二运算单元的输出端相连；

所述第二运算单元的正输入端接地；

所述第二运算单元的输出端作为所述变化率补偿单元的输出端。

可选的，所述保护开关为IGBT或MOSFET。

本申请第二方面公开了一种过流保护方法，应用于本申请第一方面中任意一项所述的过流保护电路中的控制单元，所述过流保护方法包括：

获取测试系统的电信号；

依据所述测试系统的电信号，确定所述测试系统的电流变化率；

根据所述电流变化率，确定补偿分量；

将所述补偿分量与参考保护阈值的差值，作为实际保护阈值；

将所述实际保护阈值与所述测试系统的电信号进行比较，当所述电信号大于所述实际保护阈值时，控制所述测试系统对应的保护开关执行关断动作。

可选的，若所述电信号为电压信号，则所述依据所述测试系统的电信号，确定所述测试系统的电流变化率，包括：

依据所述电压信号与用于采集所述电压信号的电感值，确定所述电流变化率。

可选的，若所述电信号为电流信号，则所述依据所述测试系统的电信号，确定所述测试系统的电流变化率，包括：

将所述电流信号转化为电压信号；

所述电压信号进行微分计算，得到电流变化率。

可选的，所述根据所述电流变化率，确定补偿分量，包括：

将所述依据所述保护开关的延迟时间和所述电流变化率的乘积，作为所述补偿分量。

从上述技术方案可知，本发明提供的一种过流保护电路，包括：测试系统、保护开关、检测单元和控制单元；保护开关与检测单元串联后的两端与测试系统的两端相连；控制单元的输入端与检测单元的输出端相连；检测单元用于采集测试系统的电信号，并输出至控制单元；控制单元的输出端与保护开关的控制端相连；其中，控制单元包括：变化率补偿单元、第一比较器和求差器；变化率补偿单元的输入端以及第一比较器的负输入端，均接收电信号；变化率补偿单元的输出端，输出补偿分量至求差器的负输入端；求差器的正输入端接收参考保护阈值；求差器的输出端输出实际保护阈值至第一比较器的正输入端；第一比较器的输出端作为控制单元的输出端；也即，基于提取电信号的相关信息对实际保护阈值进行动态调整，可以补偿由于保护开关延时造成故障电流持续增大，提高保护速度，降低系统故障电流的峰值，提升系统的安全性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的一种过流保护电路的示意图；

图2是本发明实施例提供的另一种过流保护电路的示意图；

图3是本发明实施例提供的另一种过流保护电路的示意图；

图4是本发明实施例提供的另一种过流保护电路的示意图；

图5是本发明实施例提供的另一种过流保护电路的示意图；

图6是本发明实施例提供的一种过流保护电路的所涉及的关断时序图；

图7是本发明实施例提供的另一种过流保护电路的示意图；

图8是本发明实施例提供的另一种过流保护电路的示意图；

图9是本发明实施例提供的一种过流保护方法的流程图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，所描述的实施例是本发明一部分实施例，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，都属于本发明保护的范围。

在本申请中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

本申请实施例提供了一种过流保护方法，用于解决现有技术中由于保护开关的延迟时间，增加了系统实际的保护时间，持续上升的电流，会损害系统安全的问题。

参见图1，过流保护电路，包括：测试系统11、保护开关12、检测单元13和控制单元14。

保护开关12与检测单元13串联后的两端与测试系统11的两端相连。

也就是说，保护开关12与检测单元13构成串联支路，该串联支路与测试系统11并联。

具体的，保护开关12的一端与测试系统11的一端相连，保护开关12的另一端与检测单元13的一端相连，检测单元13的另一端与测试系统11的一端相连。

该保护开关12可以是电压控制型器件。

可选的，保护开关12为IGBT（如图2所示）或MOSFET（如图3所示），当然该保护开关12也可以是其他器件，例如SiC MOSFET和GaN等功率压控型器件，此处不再一一赘述，视实际情况而定即可，均在本申请的保护范围内。

IGBT是指Insulated Gate Bipolar Transistor，绝缘栅双极型晶体管；MOSFET是金属-氧化物半导体场效应晶体管，简称金氧半场效晶体管，其英文全称为Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor。

需要说明的是，图2中，E、C、G均是IGBT的引脚。图3中，S、D、G均是MOSFET的引脚。

控制单元14的输入端与检测单元13的输出端相连；检测单元13用于采集测试系统11的电信号，并输出至控制单元14。

该电信号可以是电压信号也可以是电流信号，当然也不排除为其他信号，此处不再一一赘述，视实际情况而定即可，均在本申请的保护范围内。

具体的，检测单元13采集测试系统11的电压信号，并通过检测单元13的输出端输出至控制单元14的输入端。

或者，检测单元13采集测试系统11的电流信号，并通过检测单元13的出端输至控制单元14的输入端。

需要说明的是，由于检测单元13的连接关系为与保护开关12串联后再与测试系统11并联，因此，该测试系统11的电信号可以是该检测单元13的电信号，如测试系统11的电压信号可以是该检测单元13的电压信号，该测试系统11的电流信号可以是流经该检测单元13的电流信号。

该测试系统11的具体结构可以有多种，下面对测试系统11的结构进行举例说明：

如图4所示，测试系统11包括：双脉冲回路111、支撑电容CS和直流电源VS。

直流电源VS的正极分别与所述支撑电容CS的一端和双脉冲回路111的正极DC+相连；双脉冲回路111的负极DC-通过保护开关12和检测单元13的串联支路连接直流电源VS的负极和支撑电容CS的另一端。

该双脉冲回路111中的开关器件可以是Si IGBT、Si MOSFET和SiC MOSFET中的至少一种。

该双脉冲回路111可以是DUT脉冲测试回路。

支撑电容CS的数量可以是一个（如图4所示）也可以是多个（如图2和图3），此处不再一一赘述，视实际情况而定即可，均在本申请的保护范围内。图2和图3未示出控制单元。

控制单元14的输出端与保护开关12的控制端相连。

也就是说，该控制单元14可以控制该保护开关12执行相应动作，比如控制该保护开关12执行关断动作、切断故障电流，保护系统安全。

具体的，该控制单元14依据检测单元13检测到的电信号和预设的参考保护阈值，确定实际保护阈值，并在该电信号大于该实际保护阈值时，控制该保护开关12执行关断动作。

更为详细的，控制单元14获取测试系统11的电信号；依据测试系统11的电信号，确定测试系统11的电流变化率；根据电流变化率，确定补偿分量；将补偿分量与参考保护阈值的差值，作为实际保护阈值；将实际保护阈值与测试系统11的电信号进行比较，当电信号大于实际保护阈值时，控制单元14下发关断指令至保护开关12，该保护开关12执行关断指令，完成关断动作、切断故障电流，保护系统安全。

故障过程中，不同测试条件和不同测试系统11，电流的上升率是变化的，如果每次故障电流保护值设置值固定减小，这个减小的固定值，无法通过提前预先判断其大小，会造成保护阈值的不准确，甚至误保护；因此，本申请可以根据测试过程中的电流上升率，提取电流变化率，动态调整实际保护阈值，通过电流变化率可以实现对电流趋势的预测。

参见图5，该控制单元14包括：变化率补偿单元141、第一比较器U1和求差器142。

变化率补偿单元141的输入端以及第一比较器U1的负输入端，均接收电信号Id。

具体的，变化率补偿单元141的输入端和第一比较器U1的输入端均作为控制单元14的输入端，连接至检测单元13的输出端、接收检测单元13检测到的电信号Id。

该变化率补偿单元141用于依据电信号Id确定电流变化率，并依据电流电化率确定补偿分量delta I。

变化率补偿单元141的输出端，输出补偿分量delta I至求差器142的负输入端；

具体的，变化率补偿单元141的输出端与求差器142的负输入端相连，变化率补偿单元141的输出端输出补偿分量delta I至该求差器142的负输入端。

需要说明的是，该变化率补偿单元141对补偿分量delta I进行限幅动作后再输出到求差器142的负输入端。

求差器142的正输入端接收参考保护阈值Iref。该参考保护阈值Iref为预先设置的，其可以是固定的，当然也不排除为变化的。

求差器142的输出端输出实际保护阈值Ir至第一比较器U1的正输入端。

具体的，求差器142的输出端与第一比较器U1的正输入端相连，求差器142通过自身的输出端将实际保护阈值Ir输出至第一比较器U1的正输入端。

该实际保护阈值Ir等于参考保护阈值Iref减去补偿分量delta I。

该补偿分量delta I随电流变化率变化而变化，该实际保护阈值随Ir着补偿分量delta I变化而变化，进而该实际保护阈值Ir随着电流变化率变化而变化。因此，实际保护阈值Ir是动态变化的。

第一比较器U1的输出端作为控制单元14的输出端。

也就是说，补偿分量delta I经过与参考保护阈值Iref相减后，得到实际保护阈值Ir；该实际保护阈值Ir与检测到的电信号Id进行比较，完成系统的保护过程。

由上述说明可知，第一比较器U1的负输入端接收检测单元13检测到的电信号Id，第一比较器U1的正输入端接收实际保护阈值Ir，进而在电信号Id大于实际保护阈值Ir时，该第一比较器U输出关断指令vg至保护开关12的控制端，以使保护开关12执行关断动作，实现对测试电路的保护。

如图6所示，过流保护电路对实际保护阈值进行超前补偿，在t1时刻开始执行关断指令，避免传统方案保护阈值后由于系统延时，造成的实际系统保护实际电流值的漂移问题，漂移问题为系统关断电流值大于保护设定值。其中，toff为延迟时间、Iref为预设的参考保护阈值、delte I为补偿分量，di/dt为电流变化量，Id为电信号，t为时间。

将补偿分量引入，可电流变化率加入是否执行关断保护环节，可以实现对保护开关12执行关断延时的超前补偿，降低固态开关延时时间的影响，同时，检测单元13实时采集电信号，使过流保护电路的保护具备实时性与快速性，以及，通过实际到的电信号值进行补偿再对参考保护阈值进行修正，提高系统实际保护阈值的精度，实现缩短过流保护电路的保护时间以及避免故障电流的过冲，保障系统安全，可实现实时保护动态补偿，补偿精度高，实时性好。

在本实施例中，保护开关12与检测单元13串联后的两端与测试系统11的两端相连；控制单元14的输入端与检测单元13的输出端相连；检测单元13用于采集测试系统11的电信号，并输出至控制单元14；控制单元14的输出端与保护开关12的控制端相连；其中，控制单元14包括：变化率补偿单元141、第一比较器U1和求差器142；变化率补偿单元141的输入端以及第一比较器U1的负输入端，均接收电信号；变化率补偿单元141的输出端，输出补偿分量至求差器142的负输入端；求差器142的正输入端接收参考保护阈值；求差器142的输出端输出实际保护阈值至第一比较器U1的正输入端；第一比较器U1的输出端作为控制单元14的输出端；也即，基于提取电信号的相关信息对实际保护阈值进行动态调整，可以补偿由于保护开关12延时造成故障电流持续增大，提高保护速度，降低系统故障电流的峰值，提升系统的安全性。

需要说明的是，由上述说明可知，该电信号可以是电压信号也可以是电流信号，进而该检测单元13可以采集电压信号也可以是采集电流信号，相应的控制单元14中确定电流变化率的方案也相应不同，下面分别对采集电压信号和电流信号进行说明：

（1）电信号为电压信号，电感电压检测电流变化率方案。

如图7所示，该检测单元13包括电感L1。该电感L1的数量可以是一个也可以是多个，也可以为测试系统本身寄生电感，此处不再一一赘述，视实际情况而定即可，均在本申请的保护范围内。

电感L1与保护开12串联连接后的两端，与测试系统11的两端相连。

电感L1与保护开关12之间的连接点作为检测单元13的输出端。

具体的，可以将电感L1电压作为测试系统11的电压信号。

若检测单元13包括电感L1，则变化率补偿单元141，包括：第一运算单元U2。

第一运算单元U2的正输入端作为变化率补偿单元141的输入端、连接至电感L1与保护开关12之间的连接点，该第一运算单元U2的正输入端接收电感L1电压。

第一运算单元U2的输出端与第一运算单元U2的负输入端相连。

第一运算单元U2的输出端作为变化率补偿单元141的输出端、输出进行限幅之后的补偿分量delta I。

也就是说，利用电感L1上的电压来获得测试系统11中的电流变化率di/dt，测试系统11中电流在变化过程中，会在该电感L1上产生电压变化，即delta U=Ldi/dt，因此，可以利用检测到的电感L1的电压delta U以及电感值L（L1的电感值），电流变化率di/dt；具体公式可以为：

。

（2）电信号为电流信号，电流传感器T2+微分电路S方案。

如图8所示，检测单元13包括：电流传感器T2。

电感传感器T2与保护开关12串联连接后的两端，与测试系统11的两端相连。

电流传感器T2的输出端作为检测单元13的输出端。

具体的，该电流传感器T2采集测试系统11的电流信号，并将该电流信号传输至控制单元14。

该电流传感器T2可以是交直流电流传感器，具体可以为霍尔元件、罗氏线圈、皮尔森线圈，电流互感器等电流传感器，当然也可以是其类型的电流传感器，此处不再一一赘述，视实际情况而定即可，均在本申请的保护范围内。

若检测单元13包括电流传感器T2，则变化率补偿单元141，包括：微分电路S和第二运算单元U3。微分电路S包括：电容C1和电阻R。

电容C1的一端作为变化率补偿单元141的输入端。

因此，电流传感器T2检测到的电流信号，并将该电流信号转化为电压信号。

电容C1的另一端分别与电阻R的一端和第二运算单元U3的负输入端相连。

也就是说，该第二运算单元U3的负输入端和电阻R的一端接收电容C1的电压，进而该微分电路S可以依据电容C1的电压进行微分计算，得到电流变化率。

电阻R的另一端与第二运算单元U3的输出端相连。

也就是说，变流变化率影响第二运算单元U3的输出值。

第二运算单元U3的正输入端接地。

第二运算单元U3的输出端作为变化率补偿单元141的输出端、输出进行限幅运算之后的补偿分量。

也就是说，通过电流传感器T2采集测试系统11的电流信号，并将该电流信号其转化为电压信号，再对电压信号进行微分计算，得到电流变化率。

第一运算单元U2和第二运算单元U3可以是模拟的运放单元也可以是数字的运算单元。

上述说明中，微分电路S采用电容C1和电阻R1的结构来实现；该微分电路也可由数字算法实现，其具体实现过程，此处不再一一赘述，视实际情况而定即可，均在本申请的保护范围内。

在（1）和（2）中，该补偿分量的具体计算公式可以是delta I= Tdoff×di/dt；其中，delta I为补偿分量；Tdoff为保护开关12的延迟时间；di/dt为变化率。

在（1）和（2）中主要目标为过流保护电路的电流变化率实现快速检测，上述两种方案仅是一种示例，此处不再一一赘述，均在本申请的保护范围内。

本申请实施例一提供了一种过流保护方法，应用于上述任一实施例的过流保护电路中的控制单元；该过流保护电路及其控制单元的具体结构和工作原理，此处不再一一赘述，详情参见上述实施例提供的过流保护电路。

参见图9，该过流保护方法，包括：

S101、获取测试系统的电信号。

该电信号可以是电压信号也可以是电流信号，当然也不排除为其他信号，此处不再一一赘述，视实际情况而定即可，均在本申请的保护范围内。

该电信号由过流保护电路中的检测单元采集，发送至控制单元。

S102、依据测试系统的电信号，确定测试系统的电流变化率。

在电信号为不同形式信号时，均可以确定该测试系统的电流变化率。

其中，电流变化率确定方案，主要目标为实现电流变化率快速检测，可以采用但不限于以下方案，电感电压检测方案以及电流传感器+微分电路方案，下面分别对这两种方案进行示例说明：

（1）电感电压检测方案。

可选的，若电信号为电压信号，则依据测试系统的电信号，确定测试系统的电流变化率，包括：

依据电压信号与用于采集电压信号的电感值，确定电流变化率。

也就是说，利用电感上的电压来获得电流变化率di/dt，系统中电流在变化过程中，会在电感上产生电压变化，即deltaU=Ldi/dt，所提出方案可利用检测到的deltaU以及系统的电感值L，计算得到电流变化率。具体公式可以为：

。

（2）电流传感器+微分电路方案。

可选的，若电信号为电流信号，则依据测试系统的电信号，确定测试系统的电流变化率，则依据测试系统的电信号，确定测试系统的电流变化率，包括：

将电流信号转化为电压信号；电压信号进行微分计算，得到电流变化率。

可采用霍尔元件、罗氏线圈等电流传感器，检测系统中的电流信号，并将电流信号转化为电压信号，再对得到的电压信号进行微分计算，得到电流变化率。

S103、根据电流变化率，确定补偿分量。

可选的，根据电流变化率，确定补偿分量，包括：

将依据保护开关的延迟时间和电流变化率的乘积，作为补偿分量。

补偿分量的具体计算公式可以是delta I= Tdoff×di/dt；其中，delta I为补偿分量；Tdoff为保护开关的延迟时间；di/dt为变化率。

S104、将补偿分量与参考保护阈值的差值，作为实际保护阈值。

该实际保护阈值等于参考保护阈值减去补偿分量。

S105、将实际保护阈值与测试系统的电信号进行比较，当电信号大于实际保护阈值时，控制测试系统对应的保护开关执行关断动作。

电信号大于实际保护阈值，控制单元下发关断指令至保护开关，该保护开关执行关断指令，完成关断动作、切断故障电流，保护系统安全。

需要说明的是，在执行步骤S104之前还可以预先设置参考保护阈值。

该参考保护阈值的具体取值，此处不做具体限定，视实际情况而定即可，均在本申请的保护范围内。

在本实施例中，获取测试系统的电信号；依据测试系统的电信号，确定测试系统的电流变化率；根据电流变化率，确定补偿分量；将补偿分量与参考保护阈值的差值，作为实际保护阈值；将实际保护阈值与测试系统的电信号进行比较，当电信号大于实际保护阈值，则控制测试系统对应的保护开关执行关断动作；也即，基于提取电信号的相关信息对实际保护阈值进行动态调整，可以补偿由于保护开关延时造成故障电流持续增大，提高保护速度，降低系统故障电流的峰值，提升系统的安全性。

本说明书中的各个实施例中记载的特征可以相互替换或者组合，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于系统或系统实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述得比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。以上所描述的系统及系统实施例仅仅是示意性的，其中所述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网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下，即可以理解并实施。

专业人员还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种过流保护电路，其特征在于，包括：测试系统、保护开关、检测单元和控制单元；

所述保护开关与所述检测单元串联后的两端与所述测试系统的两端相连；

所述控制单元的输入端与所述检测单元的输出端相连；所述检测单元用于采集所述测试系统的电信号，并输出至所述控制单元；

所述控制单元的输出端与所述保护开关的控制端相连；

其中，所述控制单元包括：变化率补偿单元、第一比较器和求差器；所述变化率补偿单元的输入端以及所述第一比较器的负输入端，均接收所述电信号；所述变化率补偿单元的输出端，输出补偿分量至所述求差器的负输入端；所述求差器的正输入端接收参考保护阈值；所述求差器的输出端输出实际保护阈值至所述第一比较器的正输入端；所述第一比较器的输出端作为所述控制单元的输出端。

2.根据权利要求1所述的过流保护电路，其特征在于，所述检测单元包括：电感；

所述电感与所述保护开关之间的连接点作为所述检测单元的输出端。

3.根据权利要求1所述的过流保护电路，其特征在于，所述检测单元包括：电流传感器；

所述电流传感器的输出端作为所述检测单元的输出端。

4.根据权利要求1所述的过流保护电路，其特征在于，若所述检测单元包括电感，则所述变化率补偿单元包括：第一运算单元；

所述第一运算单元的正输入端作为所述变化率补偿单元的输入端；

所述第一运算单元的输出端与所述第一运算单元的负输入端相连；

所述第一运算单元的输出端作为所述变化率补偿单元的输出端。

5.根据权利要求1所述的过流保护电路，其特征在于，若所述检测单元包括电流传感器，则所述变化率补偿单元包括：微分电路和第二运算单元；所述微分电路包括电容和电阻；

所述电容的一端作为所述变化率补偿单元的输入端；

所述电容的另一端分别与所述电阻的一端和所述第二运算单元的负输入端相连；

所述电阻的另一端与所述第二运算单元的输出端相连；

所述第二运算单元的正输入端接地；

所述第二运算单元的输出端作为所述变化率补偿单元的输出端。

6.根据权利要求1所述的过流保护电路，其特征在于，所述保护开关为IGBT或MOSFET。

7.一种过流保护方法，其特征在于，应用于如权利要求1-6中任意一项所述的过流保护电路中的控制单元，所述过流保护方法包括：

获取测试系统的电信号；

依据所述测试系统的电信号，确定所述测试系统的电流变化率；

根据所述电流变化率，确定补偿分量；

将所述补偿分量与参考保护阈值的差值，作为实际保护阈值；

将所述实际保护阈值与所述测试系统的电信号进行比较，当所述电信号大于所述实际保护阈值时，控制所述测试系统对应的保护开关执行关断动作。

8.根据权利要求7所述的过流保护方法，其特征在于，若所述电信号为电压信号，则所述依据所述测试系统的电信号，确定所述测试系统的电流变化率，包括：

依据所述电压信号与用于采集所述电压信号的电感值，确定所述电流变化率。

9.根据权利要求7所述的过流保护方法，其特征在于，若所述电信号为电流信号，则所述依据所述测试系统的电信号，确定所述测试系统的电流变化率，包括：

将所述电流信号转化为电压信号；

所述电压信号进行微分计算，得到电流变化率。

10.根据权利要求7所述的过流保护方法，其特征在于，所述根据所述电流变化率，确定补偿分量，包括：

将所述依据所述保护开关的延迟时间和所述电流变化率的乘积，作为所述补偿分量。