CN201774245U - Pfc过流保护电路 - Google Patents

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刘德立
王毅
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Abstract

本实用新型公开了一种PFC过流保护电路，它包括采样电阻(R1)、比较器(IC)及保护动作电路(3)，比较器(IC)的反相输入端连接参考电压，比较器(IC)的输出端与保护动作电路(3)连接，系统控制芯片(5)的输出端与PFC电路(1)的驱动电路(6)的输入端连接，保护动作电路(3)的输出端连接在系统控制芯片(5)和驱动电路(6)之间，采样电阻(R1)串联在PFC电路(1)的IGBT(1.1)的发射极和电源负极之间，采样电阻(R1)的电流输出端与一直流电源的输出端之间串联有电阻Ⅰ(R2)和电阻Ⅱ(R3)，比较器(IC)的同相输入端连接在电阻Ⅰ(R2)和电阻Ⅱ(R3)之间。该PFC过流保护电路信号抗干扰能力强，电路保护精度高。

Description

PFC过流保护电路
技术领域
本实用新型涉及一种过流保护电路，更确切地说涉及一种用于变频空调PFC电路的过流保护电路。
背景技术
目前，变频空调因其所具有的节能、舒适的特点已经成为空调产品发展的方向，同时，国家相关部门也出台了政策，来鼓励变频空调的发展。但是，鉴于变频空调的控制原理，谐波抑制是变频空调厂家必须要解决的问题。传统的无源LC(无源滤波器)谐波抑制方式虽然可以满足一些产品的需求，但考虑目前国家所倡导的高能效产品，传统的谐波抑制方案却无法达到这个要求，于是，有源PFC(有源功率因数校正电路)方案日渐成为目前厂家所采用的主流方案。但是，在使用有源PFC电路时，由于空调自身所具有的使用环境恶劣、运行功率较宽、负载波动大的特点，如何保证PFC电路的可靠性就成为PFC研究的重点，而在众多的保护功能中，过流保护无疑是重中之重。
现有技术的PFC过流保护电路多采用直接采样比较的方法，即采样电阻直接采样PFC电路中的IGBT(绝缘栅双极型晶体管)的发射极的电流并将电流信号转换为电压信号，然后此电压信号再直接输入到比较器，由于采样电阻的阻值很小，因此，此电压信号就很微弱，例如，当采样电阻为0.015欧姆，输入电流为20A时，采样得到的电压值仅为0.3V，与此同时，为了设置合适的工作点，参考电压也必然是低电压小信号，这样就会带来以下问题：由于小信号抗干扰能力弱，输入比较器的信号会受到环境因素的影响而使输入的信号不正确，从而会导致电路保护精度低，甚至出现误保护的现象。
实用新型内容
本实用新型要解决的技术问题是，提供一种信号抗干扰能力强，电路保护精度高的PFC过流保护电路。
本实用新型的技术解决方案是，提供一种具有以下结构的PFC过流保护电路，它包括采样电阻、比较器及保护动作电路，所述的比较器的反相输入端连接参考电压，所述的比较器的输出端与保护动作电路连接，所述的系统控制芯片的输出端与PFC电路的驱动电路的输入端连接，所述的动作电路的输出端连接在所述的系统控制芯片和驱动电路之间，所述的采样电阻串联在PFC电路的IGBT的发射极和电源负极之间，所述的采样电阻的电流输出端与一直流电源的输出端之间串联有电阻Ⅰ和电阻Ⅱ，所述的比较器的同相输入端连接在所述的电阻Ⅰ和电阻Ⅱ之间。
采用以上结构后，本实用新型PFC过流保护电路与现有技术相比，具有以下优点：
由于本实用新型的采样电阻的电源输出端与一直流电源的输出端之间串联有电阻Ⅰ和电阻Ⅱ，电路工作时，电阻Ⅰ和电阻Ⅱ会产生一个正偏置电压，与采样电阻输出的负压信号叠加后传输到比较器的同相输入端，这样就可以增大输入比较器同相输入端的信号值，故可以将输入比较器反相输入端的参考电压值设定为较大的数值，又由于大信号的抗干扰能力比较强，使得电路保护的精度比较高，也不会出现误保护的现象，从而可以提高PFC过流保护电路的可靠性。
作为本实用新型的一种改进，所述的保护工作电路包括二极管，所述的二极管的输入端连接在所述的系统控制芯片和驱动电路之间，所述的二极管的输出端与比较器的输出端连接。电路工作时，若PFC电路过流时，比较器输出端会输出低电平，而此时系统控制芯片输出端输出的电压信号高于比较器输出端的电压，因此，系统控制芯片输出的信号会流入二极管的输入端，从而拉低驱动电路输入端的信号，使驱动电路无法驱动PFC电路，起到PFC电路过流保护的作用。此保护动作电路结构简单，因此，使得PFC过流保护电路保护速度快，进一步提高PFC过流保护电路的可靠性。
作为本实用新型的另一种改进，所述的比较器的输出端还与系统控制芯片连接。若PFC电路过流时，系统控制芯片根据比较器输出的信号停止发送驱动信号，从根本上对PFC电路进行过流保护。
附图说明
附图是本实用新型PFC过流保护电路的电路原理图。
图中所示：1、PFC电路，1.1、IGBT，2、电源，3、保护动作电路，4、参考电压电路，5、系统控制芯片，6、驱动电路，R1、采样电阻，IC、比较器，R2、电阻Ⅰ，R3、电阻Ⅱ，R4、电阻Ⅲ，R5、电阻Ⅳ，R6、电阻Ⅴ，R7、电阻Ⅵ，D、二极管，C1、电容Ⅰ，C2、电容Ⅱ。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步说明。
请参阅附图所示，本实用新型PFC过流保护电路包括采样电阻R1、比较器IC、保护动作电路3及参考电压电路4。所述的采样电阻R1串联在PFC电路1的IGBT1.1的发射极和电源2负极之间，所述的采样电阻R1的负极和一个5V的直流电源的输出端之间串联有电阻ⅠR2和电阻ⅡR3，所述的比较器IC的同相输入端连接在所述的电阻ⅠR2和电阻ⅡR3之间。所述的参考电压电路4的输出端与比较器IC的反相输入端连接。所述的系统控制芯片5的输出端与PFC电路1的驱动电路6连接，所述的驱动电路6与所述的PFC电路1的IGBT1.1的基极连接，所述的系统芯片可采用型号为M8S103F2的芯片，所述的芯片的PWM信号输出口与驱动电路6连接，所述的驱动电路6的作用是将芯片输出的PWM信号进行放大，从而来驱动IBGT1.1的基极。所述的比较器IC的输出端与保护动作电路3的一端连接，所述的保护动作电路3的另一端连接在所述的系统控制芯片5和驱动电路6之间，所述的比较器IC的输出端还与系统控制芯片5连接，即比较器IC的输出端还与系统控制芯片5的I/O口连接。
所述的保护动作电路3包括二极管D、电阻ⅢR4及电阻ⅣR5。所述的二极管D的输入端连接在系统控制芯片5和驱动电路6之间，所述的二极管D的输出端与比较器IC的输出端连接。所述的电阻ⅢR4的一端与5V的直流电源的正极连接，该电阻ⅢR4的另一端连接在二极管D和比较器IC之间。所述的电阻ⅣR5的一端连接在所述的二极管D的输入端，该电阻ⅣR5的另一端接地。
所述的参考电压电路4包括电阻ⅤR6、电阻ⅥR7、电容ⅠC1和电容ⅡC2。所述的电容ⅠC1的正极连接在与电阻ⅡR3相连的5V直流电源的正极上，所述的电容ⅠC1的负极接地，该5V直流电源为参考电压电路4提供电源。所述的电阻ⅤR6的一端与该5V直流电源的正极连接，所述的电阻ⅤR6的另一端与比较器IC的反相输入端连接；所述的电容ⅡC2与电阻ⅥR7串联且所述的电容ⅡC2的负极与电阻ⅥR7的一端连接，所述的电容ⅡC2的正极与15V直流电源的正极连接，所述的电阻ⅥR7的另一端连接在电阻ⅤR6和比较器IC反相输入端之间，所述的电容ⅡC2的负极接地。所述的15V直流电源的正极还与所述的比较器IC的脚8连接，所述的比较器IC的脚4接地，该15V直流电源为所述的比较器IC提供电源。
电路工作时，若PFC电路1过流，采样电阻R1会采集PFC电路1的电流信号且将电流信号转换成电压信号；然后采样电阻R1输出的负压信号会与电阻ⅠR2和电阻ⅡR3产生的正偏置电压叠加后传输到比较器IC的同相输入端；与电阻ⅡR3相连的5V直流电源经过电容ⅠC1滤波、电阻ⅤR6和电阻ⅥR7处理之后输出参考电压，所述的参考电压输入到比较器IC反相输入端；所述的比较器IC将输入的信号进行处理之后输出低电平，同时将低电平信号传输给系统控制芯片5；此时由于系统控制芯片5输出端输出的电压信号高于比较器IC输出端的电压，因此，系统控制芯片5输出的信号会流入二极管D的输入端，从而拉低驱动电路6输入端的信号，使驱动电路6无法驱动PFC电路1；系统控制芯片5接收比较器IC输出端输出的低电平信号时也会停止发送驱动信号，从而对PFC电路1起到双重保护的作用。若PFC电路1的电流正常，比较器IC的同相输入端输入经采样电阻R1负电压和正偏置电压叠加后的电压信号，比较器的反相输入端输入参考电压，比较器对输入的信号进行处理后输出高电平，同时将高电平传输给系统控制芯片5，此时，系统控制芯片5输出的电压信号低于二极管D输出端的电压，因此，系统控制芯片5输出的信号会传输给PFC电路1的驱动电路6，然后驱动电路6再驱动PFC电路1使其正常工作，系统控制芯片5接收比较器IC的高电平信号后会继续向所述的驱动电路6输出信号，以保证PFC电路1能正常工作。

Claims (3)

1.一种PFC过流保护电路，它包括采样电阻(R1)、比较器(IC)及保护动作电路(3)，所述的比较器(IC)的反相输入端连接参考电压，所述的比较器(IC)的输出端与保护动作电路(3)连接，系统控制芯片(5)的输出端与PFC电路(1)的驱动电路(6)的输入端连接，所述的保护动作电路(3)的输出端连接在所述的系统控制芯片(5)和驱动电路(6)之间，所述的采样电阻(R1)串联在PFC电路(1)的IGBT(1.1)的发射极和电源负极之间，其特征在于：所述的采样电阻(R1)的电流输出端与一直流电源的输出端之间串联有电阻Ⅰ(R2)和电阻Ⅱ(R3)，所述的比较器(IC)的同相输入端连接在所述的电阻Ⅰ(R2)和电阻Ⅱ(R3)之间。
2.根据权利要求1所述的PFC过流保护电路，其特征在于：所述的保护工作电路(3)包括二极管(D)，所述的二极管(D)的输入端连接在所述的系统控制芯片(5)和驱动电路(6)之间，所述的二极管(D)的输出端与比较器(IC)的输出端连接。
3.根据权利要求1或2所述的PFC过流保护电路，其特征在于：所述的比较器(IC)的输出端还与系统控制芯片(5)连接。
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