CN205247256U - 随母线电压变化的逐波限流电路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种随母线电压变化的逐波限流电路，包括驱动及逐波限流电路、为驱动及逐波限流电路提供参考电流的基准限流电流、和为驱动及逐波限流电路提供参考电流的母线电压比较和限流点选择电路。本实用新型所述随母线电压变化的逐波限流电路，通过增加母线电压比较和限流点选择电路，使得逐波限流点电压可以跟随母线电压的变化进行调节。
Description
技术领域
本实用新型涉及整流器、逆变器技术领域，尤其涉及一种随母线电压变化的逐波限流电路。
背景技术
现有的整流器和逆变器的逐波限流电路都是通过对整流器电感或者逆变器电感电流进行采样，将采样的信号与一个固定的信号进行比较，当采样信号大于这个固定信号值时，将产生一个封锁驱动的信号，来实现大电流情况下对开关半导体的保护。
如图1所示，在现有的逐波限流电路中，电感电流Ii通过霍尔电流传感器采样后，经过OPA（operationalamplifier，运算放大器）调理跟随后将产生信号V_current，V_current与一个固定参考值V_current_ref进行比较，当电感电流超过逐波限流点时，V_current的值会大于固定参考值V_current_ref，此时比较器A1输出高电平信号，触发器U1的输出变为低电平，反相器U2驱动Q1来封锁半导体的驱动信号DRIVE_1，达到逐波限流的目的，在该逐波限流电路中，V_current_ref是固定的，是系统上电后无法调节的。
现有逐波限流电路的限流点是固定的，整流器和逆变器的电压应力设计往往是基于正常的母线电压，但是当一些恶劣工况造成母线电压变高时，现有的逐波限流电路可能会导致开关半导体的电压应力超过其额定值，从而损坏半导体器件。
实用新型内容
为此，本实用新型所要解决的技术问题是：提供一种随母线电压变化的逐波限流电路，使得逐波限流点电压可以跟随母线电压的变化进行调节。
于是，本实用新型提供了一种随母线电压变化的逐波限流电路，包括驱动及逐波限流电路、为驱动及逐波限流电路提供参考电流的基准限流电流、和为驱动及逐波限流电路提供参考电流的母线电压比较和限流点选择电路，该母线电压比较和限流点选择电路根据母线电压的变化提供不同的基准限流电流，所述母线电压比较和限流点选择电路包括：母线电压Vbus通过电阻R1连接到比较器A1的同相输入端，母线为第一预置电压时的参考电压Vref_bus_400通过电阻R4连接到比较器A1的反相输入端，比较器A1的同相输入端还通过电阻R2连接至比较器A1的输出端，比较器A1的输出端通过电阻R3与电源VCC连接，同时比较器A1的输出端还与二极管D1的正极连接，二极管D1的负极连接至多路开关U1数字输入脚A，母线还通过电阻R5连接至比较器A2的同相输入端，母线为第二预置电压时的参考电压Vref_bus_450通过电阻R8连接至比较器A2的反相输入端，比较器A2的同相输入端还通过电阻R6连接比较器A2的输出端，比较器A2的输出端通过电阻R7与电源VCC连接，同时比较器A2的输出端还与二极管D2的正极连接，二极管D2的负极连接至多路开关U1数字输入脚B，当母线电压小于第一预置电压时，多路开关U1选通V_current_ref1作为逐波限流的参考电平，此时的基准限流电流为I1输入到驱动及限流逐波电路中；当母线电压大于等于第一预置电压并小于第二预置电压时，多路开关U1选通V_current_ref2作为逐波限流的参考电平，此时的基准限流电流为I2输入到驱动及限流逐波电路中；当母线电压大于等于第二预置电压时，多路开关U1选通V_current_ref3作为逐波限流的参考电平，此时的基准限流电流为I3输入到驱动及限流逐波电路中。
其中，所述驱动及逐波限流电路包括：基准限流电流通过电阻R9连接至比较器A3的反相输入端，比较器A3的同相输入端通过电阻R10连接至电感电流采样调理后电压V_current，同时比较器A3的同相输入端还通过电阻R11连接至比较器A3的输出端，比较器A3的输出端还通过电阻R12与电源VCC连接，比较器A3的输出端还与二极管D3的正极连接，二极管D3的负极接地，半导体的驱动信号DRIVE_1通过电阻R13连接至三极管Q1的集电极，三极管Q1的发射极接地，三极管Q1的基极与反相器U3的输出端连接，反相器U3的输入端与触发器的输出Q端连接，触发器的输出S端接地，触发器的输入R端通过电阻R15接地，比较器集电极还通过电阻R14连接至三极管Q2的基极，三极管Q2的基极还与三极管Q3的基极连接，三极管Q2的集电极与电源VCC连接，三极管Q2的发射极连接至半导体的驱动信号DRIVE_2，三极管Q3的集电极连接至半导体的驱动信号DRIVE_2，三极管Q3的发射极接地。
所述第一预置电压为400V，第二预置电压为450V。
本实用新型所述随母线电压变化的逐波限流电路，通过增加母线电压比较和限流点选择电路，使得逐波限流点电压可以跟随母线电压的变化进行调节，当母线电压Vbus小于第一预置电压时，比较器A1输出为低，比较器A2输出为低，多路开关U2选通V_current_ref1作为逐波限流的参考电平，即此时的限流电流值为I1；当母线电压Vbus大于等于第一预置电压，并小于第二预置电压时，比较器A1输出为高，比较器A2输出为低，多路开关U2选通V_current_ref2作为逐波限流的参考电平，即此时的限流电流值为I2；当母线电压Vbus大于等于第二预置电压时，比较器A1输出为高，比较器A2输出为高，多路开关U2选通V_current_ref3作为逐波限流的参考电平，即此时的限流电流值为I3。
附图说明
图1为现有技术中随母线电压变化的逐波限流电路图；
图2为本实施例所述随母线电压变化的逐波限流电路图。
具体实施方式
下面，结合附图对本实用新型进行详细描述。
如图2所示，本实施例提供了一种随母线电压变化的逐波限流电路，包括驱动及逐波限流电路、为驱动及逐波限流电路提供参考电流的基准限流电流、和为驱动及逐波限流电路提供参考电流的母线电压比较和限流点选择电路，该母线电压比较和限流点选择电路根据母线电压的变化提供不同的基准限流电流，所述母线电压比较和限流点选择电路包括：母线电压Vbus通过电阻R1连接到比较器A1的同相输入端，母线为第一预置电压时的参考电压Vref_bus_400通过电阻R4连接到比较器A1的反相输入端，比较器A1的同相输入端还通过电阻R2连接至比较器A1的输出端，比较器A1的输出端通过电阻R3与电源VCC连接，同时比较器A1的输出端还与二极管D1的正极连接，二极管D1的负极连接至多路开关U1数字输入脚A，母线还通过电阻R5连接至比较器A2的同相输入端，母线为第二预置电压时的参考电压Vref_bus_450通过电阻R8连接至比较器A2的反相输入端，比较器A2的同相输入端还通过电阻R6连接比较器A2的输出端，比较器A2的输出端通过电阻R7与电源VCC连接，同时比较器A2的输出端还与二极管D2的正极连接，二极管D2的负极连接至多路开关U1数字输入脚B，当母线电压小于第一预置电压时，多路开关U1选通V_current_ref1作为逐波限流的参考电平，此时的基准限流电流为I1输入到驱动及限流逐波电路中；当母线电压大于等于第一预置电压并小于第二预置电压时，多路开关U1选通V_current_ref2作为逐波限流的参考电平，此时的基准限流电流为I2输入到驱动及限流逐波电路中；当母线电压大于等于第二预置电压时，多路开关U1选通V_current_ref3作为逐波限流的参考电平，此时的基准限流电流为I3输入到驱动及限流逐波电路中。
其中，所述驱动及逐波限流电路包括：基准限流电流通过电阻R9连接至比较器A3的反相输入端，比较器A3的同相输入端通过电阻R10连接至电感电流采样调理后电压V_current，同时比较器A3的同相输入端还通过电阻R11连接至比较器A3的输出端，比较器A3的输出端还通过电阻R12与电源VCC连接，比较器A3的输出端还与二极管D3的正极连接，二极管D3的负极接地，半导体的驱动信号DRIVE_1通过电阻R13连接至三极管Q1的集电极，三极管Q1的发射极接地，三极管Q1的基极与反相器U3的输出端连接，反相器U3的输入端与触发器的输出Q端连接，触发器的输出S端接地，触发器的输入R端通过电阻R15接地，比较器集电极还通过电阻R14连接至三极管Q2的基极，三极管Q2的基极还与三极管Q3的基极连接，三极管Q2的集电极与电源VCC连接，三极管Q2的发射极连接至半导体的驱动信号DRIVE_2，三极管Q3的集电极连接至半导体的驱动信号DRIVE_2，三极管Q3的发射极接地。
本实施例中所述第一预置电压为400V，第二预置电压为450V。即，Vref_bus_400表示母线电压为400V时的参考电压，Vref_bus_450表示母线电压为450V时的参考电压。两路比较器A1和A2的输出有三种状态，分别是：1.当母线电压Vbus<400V时，比较器A1输出为低，比较器A2输出为低；2.当400<Vbus<=450时，比较器A1输出为高，比较器A2输出为低；3.当450=<Vbus时，比较器A1输出为高，比较器A2输出为高。
在驱动及逐波限流电路中，V_current为电感电流采样调理后的信号，该信号与多路开关U1的输出信号V_current_ref进行比较，当V_current大于V_current_ref时，比较器A3输出为低电平，半导体的驱动信号将被封锁，从而达到了逐波限流的目的。可见，本实施例通过对系统中已有的采样信号进行处理即实现了逐波限流的自动调节功能，使半导体开关器件在母线高电压时，小电流关断半导体，达到了保护开关半导体的作用。
驱动信号DRIVE_1是整流器或逆变器其它控制电路部分产生的驱动信号，为本电路的输入信号之一;驱动信号DRIVE_2是本实施例所述随母线电压变化的逐波限流电路的输出信号，用来最终驱动整流器或逆变器IGBT的驱动信号。
综上所述，本实施例所述随母线电压变化的逐波限流电路，通过增加母线电压比较和限流点选择电路，使得逐波限流点电压可以跟随母线电压的变化进行调节，当母线电压Vbus小于第一预置电压时，比较器A1输出为低，比较器A2输出为低，多路开关U2选通V_current_ref1作为逐波限流的参考电平，即此时的限流电流值为I1；当母线电压Vbus大于等于第一预置电压，并小于第二预置电压时，比较器A1输出为高，比较器A2输出为低，多路开关U2选通V_current_ref2作为逐波限流的参考电平，即此时的限流电流值为I2；当母线电压Vbus大于等于第二预置电压时，比较器A1输出为高，比较器A2输出为高，多路开关U2选通V_current_ref3作为逐波限流的参考电平，即此时的限流电流值为I3。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (3)
1.一种随母线电压变化的逐波限流电路，包括驱动及逐波限流电路及为驱动及逐波限流电路提供参考电流的基准限流电流，其特征在于，还包括为驱动及逐波限流电路提供参考电流的母线电压比较和限流点选择电路，该母线电压比较和限流点选择电路根据母线电压的变化提供不同的基准限流电流，所述母线电压比较和限流点选择电路包括：母线电压Vbus通过电阻R1连接到比较器A1的同相输入端，母线为第一预置电压时的参考电压Vref_bus_400通过电阻R4连接到比较器A1的反相输入端，比较器A1的同相输入端还通过电阻R2连接至比较器A1的输出端，比较器A1的输出端通过电阻R3与电源VCC连接，同时比较器A1的输出端还与二极管D1的正极连接，二极管D1的负极连接至多路开关U1数字输入脚A，母线还通过电阻R5连接至比较器A2的同相输入端，母线为第二预置电压时的参考电压Vref_bus_450通过电阻R8连接至比较器A2的反相输入端，比较器A2的同相输入端还通过电阻R6连接比较器A2的输出端，比较器A2的输出端通过电阻R7与电源VCC连接，同时比较器A2的输出端还与二极管D2的正极连接，二极管D2的负极连接至多路开关U1数字输入脚B，当母线电压小于第一预置电压时，多路开关U1选通V_current_ref1作为逐波限流的参考电平，此时的基准限流电流为I1输入到驱动及限流逐波电路中；当母线电压大于等于第一预置电压并小于第二预置电压时，多路开关U1选通V_current_ref2作为逐波限流的参考电平，此时的基准限流电流为I2输入到驱动及限流逐波电路中；当母线电压大于等于第二预置电压时，多路开关U1选通V_current_ref3作为逐波限流的参考电平，此时的基准限流电流为I3输入到驱动及限流逐波电路中。
2.根据权利要求1所述的逐波限流电路，其特征在于，所述驱动及逐波限流电路包括：基准限流电流通过电阻R9连接至比较器A3的反相输入端，比较器A3的同相输入端通过电阻R10连接至电感电流采样调理后电压V_current，同时比较器A3的同相输入端还通过电阻R11连接至比较器A3的输出端，比较器A3的输出端还通过电阻R12与电源VCC连接，比较器A3的输出端还与二极管D3的正极连接，二极管D3的负极接地，半导体的驱动信号DRIVE_1通过电阻R13连接至三极管Q1的集电极，三极管Q1的发射极接地，三极管Q1的基极与反相器U3的输出端连接，反相器U3的输入端与触发器的输出Q端连接，触发器的输出S端接地，触发器的输入R端通过电阻R15接地，比较器集电极还通过电阻R14连接至三极管Q2的基极，三极管Q2的基极还与三极管Q3的基极连接，三极管Q2的集电极与电源VCC连接，三极管Q2的发射极连接至半导体的驱动信号DRIVE_2，三极管Q3的集电极连接至半导体的驱动信号DRIVE_2，三极管Q3的发射极接地。
3.根据权利要求1或者2所述的逐波限流电路，其特征在于，所述第一预置电压为400V，第二预置电压为450V。
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