CN117955057A - 一种过流保护电路、变频器及变频电器 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种过流保护电路、变频器及变频电器。其中，该过流保护电路包括：过流保护模块，其第一端连接整流器的正端子，其第二端连接后级负载的正端子，其第三端连接后级负载的负端子，其第四端连接整流器的负端子，其第五端输入第一控制信号，其第六端输入第二控制信号；过流保护模块用于在第一控制信号和第二控制信号的控制下导通，使整流器和后级负载之间导通，并且在后级负载未发生短路时维持导通，在后级负载发生短路时关断。通过本发明，能够能够保证后级负载中任意位置发生短路，都会被过流保护模块检测到，进而触发切断整流器与后级负载的连接，保护整个电路中的元件不被电流冲击，提高可靠性。

Description

一种过流保护电路、变频器及变频电器

技术领域

本发明涉及电子电力技术领域，具体而言，涉及一种过流保护电路、变频器及变频电器。

背景技术

变频器方案常用整流加逆变的方式来达到输出频率可调节的效果，大部分变频器设置有过流保护电路，用于在输出电流过大时保护回路上的器件，图1为现有的过流保护电路，如图1所示，电流检测电路检测直流母线电流，只有在IGBT侧出现短路，导致直流母线电流过大时能发挥作用，而对于回路中其他位置的短路，例如开关电源部分等的短路，由于电流不流经过流保护电路，过流保护无法起到作用。

针对现有技术中过流保护电路仅在直流母线过流触发保护，无法在其他位置出现短路时发挥保护作用的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

发明内容

本发明实施例中提供一种过流保护电路、变频器及变频电器，以解决现有技术中过流保护电路仅在直流母线过流触发保护，无法在其他位置出现短路时发挥保护作用的问题。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种过流保护电路，该过流保护电路包括：

过流保护模块，其第一端连接整流器的正端子，其第二端连接后级负载的正端子，其第三端连接后级负载的负端子，其第四端连接所述整流器的负端子，其第五端输入第一控制信号，其第六端输入第二控制信号；

所述过流保护模块用于在所述第一控制信号和所述第二控制信号的控制下导通，使所述整流器和所述后级负载之间导通，并且在所述后级负载未发生短路时维持导通，在所述后级负载发生短路时关断。

进一步地，所述过流保护模块包括：

第一开关，其第一端连接整流器的正端子，其第二端连接后级负载的正端子，其控制端输入第一控制信号，

第二开关，其第一端连接所述后级负载的负端子，其第二端连接所述整流器的负端子，其控制端输入第二控制信号；

分压单元，其第一端连接至所述整流器的正端子与所述后级负载的正端子之间，其第二端连接至所述整流器的负端子与所述后级负载的负端子之间，所述分压单元的第一端还连接所述第一开关的控制端，所述分压单元的第二端还连接所述第二开关的控制端。

进一步地，所述分压单元至少包括一个分压电阻。

进一步地，所述过流保护模块还包括：

第一稳压元件，其第一端连接至所述整流器的正端子与所述后级负载的正端子之间，其第二端连接所述分压单元的第一端。

进一步地，所述过流保护模块还包括：

第二稳压元件，其第一端连接所述分压单元的第二端，其第二端连接至所述整流器的负端子与所述后级负载的负端子之间。

进一步地，所述第一开关为P沟道增强型开关管。

进一步地，所述第二开关为N沟道增强型开关管。

本发明还提供一种变频器，其特征在于，包括上述过流保护电路。

本发明还提供一种变频电器，包括上述的变频器。

进一步地于，所述变频电器至少包括以下其中之一：变频空调、变频洗衣机、变频冰箱、变频油烟机、变频净化器。

应用本发明的技术方案，将过流保护模块与整流器相邻设置，能够保证后级负载中任意位置发生短路，都会被过流保护模块检测到，进而触发切断整流器与后级负载的连接，保护整个电路中的元件不被电流冲击，提高可靠性。

附图说明

图1为现有的过流保护电路；

图2为根据本发明实施例的过流保护电路的结构图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述，显然，所描述的实施例仅仅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它实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明实施例中使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本发明。在本发明实施例和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义，“多种”一般包含至少两种。

应当理解，本文中使用的术语“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

应当理解，尽管在本发明实施例中可能采用术语第一、第二等来描述开关，但这些开关不应限于这些术语。这些术语仅用来将不同开关区分开。例如，在不脱离本发明实施例范围的情况下，第一开关也可以被称为第二开关，类似地，第二开关也可以被称为第一开关。

取决于语境，如在此所使用的词语“如果”、“若”可以被解释成为“在……时”或“当……时”或“响应于确定”或“响应于检测”。类似地，取决于语境，短语“如果确定”或“如果检测（陈述的条件或事件）”可以被解释成为“当确定时”或“响应于确定”或“当检测（陈述的条件或事件）时”或“响应于检测（陈述的条件或事件）”。

还需要说明的是，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商品或者装置不仅包括那些要素，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商品或者装置所固有的要素。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商品或者装置中还存在另外的相同要素。

下面结合附图详细说明本发明的可选实施例。

实施例1

针对现有技术中过流保护电路仅在直流母线过流触发保护，无法在其他位置出现短路时发挥保护作用的问题，本实施例提供一种过流保护电路，图2为根据本发明实施例的过流保护电路的结构图，如图2所示，该过流保护电路包括：

过流保护模块10，其第一端连接整流器DB的正端子，其第二端连接后级负载的正端子，其第三端连接后级负载的负端子，其第四端连接所述整流器DB的负端子，其第五端输入第一控制信号，其第六端输入第二控制信号；所述过流保护模块用于在所述第一控制信号和所述第二控制信号的控制下导通，使所述整流器DB和所述后级负载之间导通，并且在所述后级负载未发生短路时维持导通，在所述后级负载发生短路时关断。其中，后级负载为与整流器DB直接连接的所有电子元件的总和，包括开关电源、逆变器、电机等。

本实施例的过流保护电路，将过流保护模块10与整流器DB相邻设置，能够保证后级负载中任意位置发生短路，都会被过流保护模块10检测到，进而触发切断整流器与后级负载的连接，保护整个电路中的元件不被电流冲击，提高可靠性。

如图1所示，所述过流保护模块10包括：第一开关Q1，其第一端连接整流器DB的正端子，连接点为A，其第二端连接后级负载的正端子连接点为B，其控制端输入第一控制信号，第二开关Q2，其第一端连接所述后级负载的负端子，连接点为E，其第二端连接所述整流器DB的负端子，连接点为F，其控制端输入第二控制信号；分压单元101，其第一端连接至所述整流器DB的正端子与所述后级负载的正端子之间，其第二端连接至所述整流器DB的负端子与所述后级负载的负端子之间，所述分压单元的第一端还连接所述第一开关Q1的控制端，连接点为C，所述分压单元的第二端还连接所述第二开关Q2的控制端，连接点为D。

为了实现分压作用，所述分压单元101至少包括一个分压电阻R1。

为了保证B、C两点的电压差稳定，上述过流保护模块10还包括：

第一稳压元件D1，其第一端连接至所述整流器DB的正端子与所述后级负载的正端子之间，其第二端连接所述分压电阻R1的第一端。

同理，为了保证D、E两点的电压差稳定，上述过流保护模块10还包括：第二稳压元件D2，其第一端连接所述分压电阻R1的第二端，其第二端连接至所述整流器DB的负端子与所述后级负载的负端子之间。

由于上电后，母线电容逐渐充电，A点的电压不断升高，第一开关Q1的控制端与A点的电压差在逐渐增大，为了保证第一开关Q1的控制端和A点的电压差在上升到一定值后导通，所述第一开关Q1为P沟道增强型开关管。所述第一控制信号中所携带的电压值小于或等于所述整流器DB的直流母线电压与所述第一开关Q1的导通电压（负值）之和，且第一控制信号中所携带的电压值相对于A点为负电压。

由于上电时F点的电压为零，为了控制第二开关Q2导通，所述第二控制信号中所携带的电压值大于或等于所述第二开关Q2的导通电压，所述第二开关Q2为N沟道增强型开关管，第二开关Q2在第二控制信号的驱动下导通。

本实施例的过流保护电路的具体工作过程如下：

1、交流输入电源接到整流桥输入端，经过二极管整流后输出一个直流电压，称之为母线电压，然后经过限流电路给母线电容C1充电，A点电位逐渐上升到母线电压。

2、由于第一开关Q1为P沟道增强型开关管，其初始为断开状态，主回路只有整流桥DB1和母线电容C1有电，后级负载没电，B、C、D点电位为零。

3、第一开关Q1的控制端与A点的电压差小于Q1导通电压后，第一开关Q1导通，第二开关Q2的该控制端与E点的电压差大于Q2导通电压后第二开关Q2导通。当收到第一控制信号时（此处第一控制信号参考A点为负压，第二控制信号参考F点为正压，可以由系统中的另一块主板给出），第一开关Q1、第二开关Q2导通，B点电压上升到母线电压，后级负载得电开始工作。同时，第一开关Q1、第二开关Q2导通后，整流桥DB1输出的母线电压经分压单元101分压，在B、C两点间产生电压差，D、E两点间产生电压差，B、C两点间的电压差VCB<0，D、E两点间的电压差VDE>0。又因为第一开关Q1、第二开关Q2导通时，A、B间、E、F间电位差接近于零，C、A两点之间的电压VCA≈B、C两点间产生电压差VCB，D、F两点之间的电压VDF≈D、E两点间的电压差VDE，故第一开关Q1、第二开关Q2可以持续导通，后级负载可以正常工作。稳压元件D1、D2用于保证VCB和VDE恒定，避免第一开关Q1、第二开关Q2的驱动电压超出器件承受范围。

4、正常工作状态，A、B、C、D、E点电位都不变，短路保护电路处于待触发状态。

5、触发短路保护状态，如板上有凝露、异物或后级某一个负载失效导致负载端发生短路时，后级负载相当于导线，流经后级负载的正端子和负端子之间的电流很大，但是后级负载的正端子和负端子之间电压很小，趋近于零，即B、E两点之间的电压趋近于零，经过分压单元分压后的电压就更小，因此，C、A两点之间的电压VCA趋近于零，同时，D、F两点之间的电压VDF也趋近于零，第一开关Q1、第二开关Q2的驱动电压无法维持，第一开关Q1、第二开关Q2断开，主回路切断，实现短路保护。

6、触发短路保护后，第一开关Q1、第二开关Q2无法自行恢复导通，需要等短路异常消除后，由第一控制信号和第二控制信号控制导通，再次进入待触发状态。

实施例2

本实施例提供一种变频器，包括上述实施例的过流保护电路。

实施例3

本是实施例提供一种变频电器，包括上述实施例的变频器。

在本发明的一些实施例中，所述变频电器至少包括以下其中之一：变频空调、变频洗衣机、变频冰箱、变频油烟机、变频净化器。

以上所描述的电路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。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。基于这样的理解，上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备（可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等）执行各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (9)

1.一种过流保护电路，其特征在于，所述电路包括：

过流保护模块，所述过流保护模块包括：

第一开关，其第一端连接整流器的正端子，其第二端连接后级负载的正端子，其控制端输入第一控制信号，

第二开关，其第一端连接所述后级负载的负端子，其第二端连接所述整流器的负端子，其控制端输入第二控制信号；

分压单元，其第一端连接至所述整流器的正端子与所述后级负载的正端子之间，其第二端连接至所述整流器的负端子与所述后级负载的负端子之间，所述分压单元的第一端还连接所述第一开关的控制端，所述分压单元的第二端还连接所述第二开关的控制端。

2.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，所述分压单元至少包括一个分压电阻。

3.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，所述过流保护模块还包括：

第一稳压元件，其第一端连接至所述整流器的正端子与所述后级负载的正端子之间，其第二端连接所述分压单元的第一端。

4.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，所述过流保护模块还包括：

第二稳压元件，其第一端连接所述分压单元的第二端，其第二端连接至所述整流器的负端子与所述后级负载的负端子之间。

5.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，所述第一开关为P沟道增强型开关管。

6.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，所述第二开关为N沟道增强型开关管。

7.一种变频器，其特征在于，包括权利要求1至5中任一项所述的过流保护电路。

8.一种变频电器，其特征在于，包括权利要求7所述的变频器。

9.根据权利要求8所述的变频电器，其特征在于，所述变频电器至少包括以下其中之一：变频空调、变频洗衣机、变频冰箱、变频油烟机、变频净化器。