CN203387165U - 高速半桥mosfet短路保护电路 - Google Patents

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权循华
杜庆朋
谢洋
陈辉
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Abstract

本实用新型涉及电子镇流器领域，特别涉及一种高速半桥MOSFET短路保护电路，电源模块为半桥驱动模块供电，半桥驱动模块输出驱动信号至半桥逆变电路控制其启动/停止，半桥逆变电路输出高频交流电压至负载，半桥逆变电路中MOSFET管Q2的源极S通过检测电阻RS接地，电流检测保护模块检测电阻RS上流经的电流并处理后输出控制信号至半桥驱动模块。一旦半桥逆变电路发生短路，检测电阻RS上产生的较高电压会即刻被电流检测保护模块捕捉到，并与参考电压做对比，大于这个电压时就输出控制信号给半桥驱动模块来关断半桥逆变电路。并且半桥逆变电路持续关闭直到故障消除。

Description

高速半桥MOSFET短路保护电路
技术领域
本实用新型涉及电子镇流器领域，特别涉及一种高速半桥MOSFET短路保护电路。
背景技术
高压气体放电灯的“伏-安”性能呈负阻特性，因此在灯的工作电路中需连接限流器件，即通常所说的镇流器。镇流器又有电感镇流器和电子镇流器之分，由于电感式镇流器工作在工频市电频率，体积大、笨重，还需消耗大量铜和硅钢等金属材料，散热困难、工作效率低、灯发光有频闪等较多缺点，其逐渐被电子镇流器所替代。
电子镇流器在启动时，半桥驱动模块输出驱动信号给半桥逆变电路，半桥逆变电路输出高频交流电压加到给负载上。半桥逆变电路通过两个MOSFET管的交替导通来实现高频交流电压的输出，但是该电路存在一定不足：在工作时，MOSFET管的导通、截止转换需要一定的时间，因此不能完全保证其中一个MOSFET管导通时另一个MOSFET管截止，有时候会出现两个MOSFET管Q1、Q2都处在导通的状态，这样就会导致半桥逆变电路短路。另外，如果负载发生短路，当MOSFET管Q1导通、Q2截止时，也会导致半桥逆变电路的短路。半桥逆变电路短路可能会导致电子镇流器无法正常工作甚至损坏，因此，必须设计短路保护功能以提高电子镇流器的可靠性。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种高速半桥MOSFET短路保护电路，能够有效的对半桥逆变电路起到短路保护作用，提高电子镇流器工作的可靠性。
为实现以上目的，本实用新型采用的技术方案为：一种高速半桥MOSFET短路保护电路，电源模块为半桥驱动模块供电，半桥驱动模块输出驱动信号至半桥逆变电路控制其启动/停止，半桥逆变电路输出高频交流电压至负载，半桥逆变电路中MOSFET管Q2的源极S通过检测电阻RS接地，电流检测保护模块检测电阻RS上流经的电流并处理后输出控制信号至半桥驱动模块。
与现有技术相比，本实用新型存在以下技术效果：一旦半桥逆变电路发生短路，检测电阻RS上产生的较高电压会即刻被电流检测保护模块捕捉到，并与参考电压做对比，大于这个电压时就输出控制信号给半桥驱动模块来关断半桥逆变电路。并且，当半桥逆变电路关闭后，三极管T1的发射极依然为高电平，保证半桥逆变电路依然关闭直到故障消除。
附图说明
图1是本实用新型的原理框图；
图2是半桥逆变电路中MOSFET管与检测电阻RS连接示意图；
图3是电流检测保护模块的电路原理图。
具体实施方式
下面结合图1至图3，对本实用新型做进一步详细叙述：
参阅图1、图2，一种高速半桥MOSFET短路保护电路，电源模块11为半桥驱动模块12供电，半桥驱动模块12输出驱动信号至半桥逆变电路13控制其启动/停止，半桥逆变电路13输出高频交流电压至负载20，半桥逆变电路13中MOSFET管Q2的源极S通过检测电阻RS接地，电流检测保护模块14检测电阻RS上流经的电流并处理后输出控制信号至半桥驱动模块12。当半桥逆变电路13被短路时，MOSFET管Q1、Q2相当于都被导通，其导通电阻很小，这样，流经检测电阻RS上的电流就很大，通过对RS上电流的检测即可判定是否有短路发生，然后及时的关闭半桥驱动模块12即可对整个电路进行保护。
参阅图3，电路的设计方式多样，这里提供一种参考，所述电流检测保护模块14包括电压比较器IC6A、电压比较器IC6B以及三极管T1；所述的MOSFET管Q2与检测电阻RS间引出一条支路并通过电阻R1连接到电压比较器IC6B的同相输入端5，电容C1的一端接地，另一端连接到电压比较器IC6B的同相输入端5；参考电压VREF通过电阻R2、R3接地，电阻R2、R3间引出一条支路连接电压比较器IC6B的反向输入端6；所述三极管T1的集电极C接电源VCC，发射极E连接电压比较器IC6B的同相输入端5，基极B通过电阻R4连接电压比较器IC6B的输出端7；所述电压比较器IC6B的输出端7与电压比较器IC6A的同相输入端3相连，电压比较器IC6A的反向输入端2与其输出端1相连，电压比较器IC6A的输出端1作为电流检测保护模块14的控制信号输出端与半桥驱动模块12相连。
电压比较器IC6A和IC6B采用高速电压比较器，这样响应速度就快，保护的就更为及时；电阻R1和电容C1组成的滤波电路应当选择时间常数小的组合。下面结合详细的电路来细述该工作原理：
电子镇流器上电后，电源模块11得电，半桥驱动模块12开始工作，并输出驱动信号至半桥逆变电路13，半桥逆变电路13开始工作输出高频交流电压给负载20。若负载20正常工作且半桥逆变电路13的两个MOSFET管Q1、Q2没有出现同时导通的情况时，电流检测保护模块14输出低电平信号给半桥驱动模块12，电子镇流器正常工作。若半桥逆变电路13发生短路，比如第一种情况：负载20的两个输入端被短路时，半桥逆变电路13的电流由DC source依次流经MOSFET管Q1、检测电阻RS后接地，或者第二种情况：MOSFET管Q1、Q2同时导通时，半桥逆变电路13的电流由DC source依次流经MOSFET管Q1、Q2、检测电阻RS后接地。不论哪种情况，由于MOSFET管Q1、Q2的导通电阻很小，检测电阻RS的阻值也选的比较小，此时流过检测电阻RS的电流就很大，高达几十甚至上百安培，在检测电阻RS上就会产生一个比较高的电压。该高压通过电阻R1后加在电压比较器IC6B的同相输入端5上。由电阻R2、R3以及参考电压VREF组成的分压网络产生一个用于比较的电压值接电压比较器IC6B的反向输入端6。如果电压比较器IC6B的5脚电压高于6脚电压，其7脚会输出一个高电平，该高电平加到电压比较器IC6A的同相输入端3上，电压比较器IC6A的输出端1输出高电平至半桥驱动模块12并关闭半桥驱动模块12，半桥驱动模块12就停止输出驱动信号给半桥逆变电路13，电子镇流器停止工作。
同时，电压比较器IC6B的输出端7还将高电平信号通过电阻R4加到三极管T1的基极B上，三极管T1饱和导通并将发射极E置为高电平，从而将电压比较器IC6B的5脚置为高电平。这样，即使半桥逆变电路13被关闭后，检测电阻RS上的电流消失，电压比较器IC6B的5脚仍然为高电平，半桥驱动模块12一直被关闭，直到故障消除后将电压比较器IC6B的5脚上的高电平重置为低电平才能使得电子镇流器再次正常工作。

Claims (2)

1.一种高速半桥MOSFET短路保护电路，电源模块（11）为半桥驱动模块（12）供电，半桥驱动模块（12）输出驱动信号至半桥逆变电路（13）控制其启动/停止，半桥逆变电路（13）输出高频交流电压至负载（20），其特征在于：半桥逆变电路（13）中MOSFET管Q2的源极S通过检测电阻RS接地，电流检测保护模块（14）检测电阻RS上流经的电流并处理后输出控制信号至半桥驱动模块（12）。 
2.如权利要求1所述的高速半桥MOSFET短路保护电路，其特征在于：所述电流检测保护模块（14）包括电压比较器IC6A、电压比较器IC6B以及三极管T1； 
所述的MOSFET管Q2与检测电阻RS间引出一条支路并通过电阻R1连接到电压比较器IC6B的同相输入端(5)，电容C1的一端接地，另一端连接到电压比较器IC6B的同相输入端(5)； 
参考电压VREF通过电阻R2、R3接地，电阻R2、R3间引出一条支路连接电压比较器IC6B的反向输入端(6)； 
所述三极管T1的集电极C接电源VCC，发射极E连接电压比较器IC6B的同相输入端(5)，基极B通过电阻R4连接电压比较器IC6B的输出端(7)； 
所述电压比较器IC6B的输出端(7)与电压比较器IC6A的同相输入端(3)相连，电压比较器IC6A的反向输入端(2)与其输出端(1)相连，电压比较器IC6A的输出端(1)作为电流检测保护模块（14）的控制信号输出端与半桥驱动模块（12）相连。 
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106899284A (zh) * 2015-12-20 2017-06-27 西安图安电机驱动系统有限公司 一种直接测量mosfet导通后的漏源电压进行短路保护的电路
CN108377103A (zh) * 2018-04-23 2018-08-07 肇庆高新区国专科技有限公司 具有过流保护功能的逆变器电路
CN114362695A (zh) * 2022-03-17 2022-04-15 壹甲子(成都)通讯有限公司 交流小信号直接驱动的信息传输系统

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