CN206533283U - 电源变换保护装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及电力电子产品领域，尤其涉及一种电源变换保护装置。其包括谐振变换器模块及控制模块；其中，谐振变换器模块包括依次电连接的原边单元、隔离变压器单元、副边单元；控制模块包括依次电连接的第一控制单元、隔离通讯单元、第二控制单元；第一控制单元与原边单元电连接；第一控制单元通过原边单元获取谐振变换器模块输入端的输入信号并转换成保护信号，隔离通讯单元接收并输送该保护信号至第二控制单元，第二控制单元根据得到的保护信号采取相应的保护措施。本实用新型具有方便快速采集谐振变换器模块输入端的信号，以防止电源变换装置的电压或电流过大，而损坏电源变换装置的特点。
Description
技术领域
本实用新型涉及电力电子产品领域，尤其涉及一种电源变换保护装置。
背景技术
转换效率是电源变换器的一个重要指标。谐振拓扑，包括串联谐振电路、并联谐振电路、串并联谐振电路、LLC谐振电路等，相对于一般的PWM拓扑具有效率高的优势，因此得到越来越多的应用。由谐振拓扑组成的电源变换器，称为谐振变换器。
根据是否带有隔离变压器，可以将变换器分为普通变换器与隔离变换器。对于隔离谐振变换器，原边部分通常为半桥或者全桥开关管组成开关单元加谐振网络，将连续的输入能量变换成高频交变能量，然后通过隔离的高频变压器传递到副边部分，副边部分通常为整流单元加滤波单元，将得到的交变能量重新转换成连续的能量。
无论是半桥还是全桥开关管组成的开关单元，都有一个共同的问题就是桥臂直通，也就是在异常情况下桥臂上下两个开关单元同时导通。如果电源变换器的输入是个低阻的电压源，桥臂直通后会导致电压源流出很大的电流，这个电流可能导致变换器输入单元，或者桥臂本身，或者其它相关器件损坏。
对于电源变换器，所用的开关单元等器件都有一定的工作电压范围，如果电源变换器的输入电压超出所用器件所能承受的最高电压，可能导致相关器件损坏。正常情况下会适当控制电源变换器的输入电压，但在权限情况下，例如浪涌，雷击等异常情况下，有时电源变换器的输入电压难免会超出正常范围，威胁电源变换器器件的安全。
对于谐振变换器，还具有电流变化迅速的特点，特别当工作频率与谐振频率接近而输出电压突然下降时，谐振电流会在数个开关周期内迅速增大，可能导致谐振变换器开关器件等失效。
因此电源变换器，特别是电源谐振变换器一般需要一定的过压，过流等保护装置。对于普通非隔离变换器，或者控制器，特别是开关单元控制器与开关单元同侧的情况，简称原边控制，可以方便地采集开关单元电流，输入电压等信号进行保护控制。但对于隔离变换器，特别是控制开关管的控制单元在副边部分，简称副边控制，受隔离采样复杂度与成 本等因素的影响，很难像原边控制那样，及时充分采集相关的信息进行保护控制。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种电源变换保护装置，解决现有技术中带隔离的电源变换装置，特别包括谐振变换器模块，采用副边控制，信息采样复杂成本高的问题。
本实用新型的上述技术目的是通过以下技术手段实现的：
一种电源变换保护装置，其特征在于，包括谐振变换器模块及控制模块；其中，所述谐振变换器模块包括依次电连接的原边单元、隔离变压器单元、副边单元；所述控制模块包括依次电连接的第一控制单元、隔离通讯单元、第二控制单元；所述第一控制单元与所述原边单元电连接；所述第一控制单元通过原边单元获取谐振变换器模块输入端的输入信号并转换成保护信号，所述隔离通讯单元接收并输送所述保护信号至第二控制单元。
优选的是，所述的第一控制单元包括电连接的比较处理器、逻辑处理器，所述逻辑处理器与所述隔离通讯单元电连接；所述比较处理器通过原边单元获取谐振变换器模块输入端的输入信号并输送至逻辑处理器，所述逻辑处理器根据接收到的信号生成保护信号并输送至隔离通讯单元。
优选的是，所述的第一控制单元包括数字信号处理器，所述数字信号处理器与所述隔离通讯单元电连接；所述数字信号处理器通过原边单元获取谐振变换器模块输入端的输入信号并转换成保护信号输送至所述隔离通讯单元。
优选的是，所述第一控制单元包括模拟信号处理器，所述模拟信号处理器与所述隔离通讯单元电连接；所述模拟信号处理器通过原边单元获取谐振变换器模块输入端的输入信号并转换成保护信号输送至所述隔离通讯单元。
优选的是，所述的隔离通讯单元包括数字通讯处理器，所述数字通讯处理器与所述数字信号处理器电连接；所述数字通讯处理器可接收数字信号处理器生成的保护信号。
优选的是，所述的隔离通讯单元包括模拟通讯处理器，所述模拟通讯处理器与所述数字信号处理器电连接；所述模拟通讯处理器可接收数字信号处理器生成的保护信号。
优选的是，所述的谐振变换器模块输入端的输入信号的为谐振变换模块的输入电流、输入电压、谐振电容的电压、谐振电感的电流、开关管的电流中的一种或几种。
优选的是，所述的第一控制还与其它控制单元电连接，并获取其它控制单元的输入信号转换成保护信号。
优选的是，所述的谐振变换器模块为串联谐振电路、并联谐振电路、串并联谐振电路和LLC谐振电路中的一种。
本实用新型至少包括以下有益效果：
本实用新型通过第一控制单元通过原边单元获取谐振变换器模块输入端的输入信号并转换成保护信号，隔离通讯单元接收该保护信号并输送至第二控制单元，第二控制单元根据得到的保护信号采取相应的保护措施，以防止电源变换装置的电压或电流过大，而损坏电源变换装置。解决了传统控制开关管的控制单元在副边单元，采集原边单元的电路信号复杂、成本高的问题。
本实用新型的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可根据这些附图获得其他的附图。
图1为本实用新型实施例1的电源变换保护装置的电路结构示意图。
图2为本实用新型实施例2的电源变换保护装置的电路结构示意图。
图3为本实用新型实施例3的电源变换保护装置的电路结构示意图。
具体实施方式
下面结合实施例对本实用新型做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。
实施例1
如图1所示，一种电源变换保护装置，包括谐振变换器模块1与控制模块2；谐振变换器模块1可为为串联谐振电路、并联谐振电路、串并联谐振电路和LLC谐振电路中的一种。该谐振变换器模块1包括依次电连接的原边单元11、隔离变压器单元12、副边单元13；控制模块2包括依次电连接的第一控制单元21、隔离通讯单元22、第二控制单元23；第一控制单元21与原边单元11电连接；第一控制单元21通过原边单元11获取谐振变换器模块1输入端的输入信号并转换成保护信号，当谐振变换器模块1输入端的输入信 号为输入电压或开关管的电流时，其中，输入电压通过电阻分压网络和滤波单元获得，开关管电流通过分流器及相应的滤波放大电路获得。隔离通讯单元22通过接收送该保护信号并输至第二控制单元23，第二控制单元23根据得到的保护信号采取相应的保护措施，从而防止电源变换保护装置的电压或电流过大，而损坏电源变换装置，这种方式可以简单快速通过原边单元采样谐振变换器模块1输入端的输入信号。
进一步地，第一控制单元21还可以与其它控制单元电连接，并接收其它控制单元24的信号并转换成保护信号，通过隔离通讯单元22输送至第二控制单元23，第二控制单元23进而采取相应的保护措施，防止电源变换保护装置的电压或电流过大，而损坏电源变换装置。
进一步地，第一控制单元21包括电连接的比较处理器211、逻辑处理器212，比较单元211是由运算放大器(比较器)组成的比较电路，逻辑处理单元212是由二极管组成的或门电路；比较处理器211与原边单元11电连接、逻辑处理器212与隔离通讯单元22电连接；其中，比较处理器211通过原边单元11获取谐振变换器模块1的输入电压或开关管的电流信号并输送至逻辑处理单元212的或门电路，只要有一个信号出现异常，逻辑处理单元就会输出异常电平的保护信号，并通过隔离通讯单元22输送至第二控制单元23。这样可以只用一个隔离通讯单元22传递信号，避免传输多个采样信号带来的体积与成本的浪费。
实施例2
如图2所示，其为电源变换保护装置的另一种结构示意图，其中，第一控制单元21包括数字信号处理器213，数字信号处理器213与原边单元11电连接，隔离通讯单元22包括数字通讯处理器221，数字通讯处理器221与数字信号处理器213电连接；其中，数字信号处理器213由数字处理器(DSP)及相关电路组成，这个数字信号处理器213通过原边单元11获取谐振变换器模块1输入端的输入电压和开关管的电流信号，然后转换成相应的数字信号，再通过数字通讯处理器221将数字信号传输至第二控制单元23，这样第二控制单元23可以获得充分的第一控制单元21的信息，进而采取相应的保护措施，防止电源变换保护装置的电压或电流过大，而损坏电源变换装置。
实施例3
如图3所示，其为电源变换保护装置的另一种结构示意图，其中，第一控制单元21包括模拟信号处理器214，模拟信号处理器214与原边单元11电连接，隔离通讯单元22 包括模拟通讯处理器222，模拟通讯处理器222与模拟信号处理器214电连接；模拟信号处理器214，其为用比较器实现的比较单元与用二极管实现的逻辑处理单元。模拟信号处理器214通过原边单元11获取谐振变换器模块1输入端的输入电压或开关管的电流信号生成一个电平保护信号，实施例2中数字信号处理器213生成的数字信号通过隔离数字通讯处理器221传输至第二控制单元23的时间比模拟信号处理器214生成的电平保护信号通过模拟通讯处理器222传输至第二控制单元23的时间要长得多，有时实时性无法满足，因此通过模拟信号处理器214可以快速地通过模拟通讯处理器222将电平信号输送至第二控制单元，实现快速保护。
尽管本实用新型的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本实用新型的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节。
Claims (9)
1.一种电源变换保护装置，其特征在于，包括谐振变换器模块及控制模块；其中，所述谐振变换器模块包括依次电连接的原边单元、隔离变压器单元、副边单元；所述控制模块包括依次电连接的第一控制单元、隔离通讯单元、第二控制单元；所述第一控制单元与所述原边单元电连接；所述第一控制单元通过原边单元获取谐振变换器模块输入端的输入信号并转换成保护信号，所述隔离通讯单元接收并输送所述保护信号至第二控制单元。
2.如权利要求1所述的电源变换保护装置，其特征在于：所述的第一控制单元包括电连接的比较处理器、逻辑处理器，所述逻辑处理器与所述隔离通讯单元电连接；所述比较处理器通过原边单元获取谐振变换器模块输入端的输入信号并输送至逻辑处理器，所述逻辑处理器根据接收到的信号生成保护信号并输送至隔离通讯单元。
3.如权利要求1所述的电源变换保护装置，其特征在于：所述的第一控制单元包括数字信号处理器，所述数字信号处理器与所述隔离通讯单元电连接；所述数字信号处理器通过原边单元获取谐振变换器模块输入端的输入信号并转换成保护信号输送至所述隔离通讯单元。
4.如权利要求1所述的电源变换保护装置，其特征在于：所述第一控制单元包括模拟信号处理器，所述模拟信号处理器与所述隔离通讯单元电连接；所述模拟信号处理器通过原边单元获取谐振变换器模块输入端的输入信号并转换成保护信号输送至所述隔离通讯单元。
5.如权利要求1所述的电源变换保护装置，其特征在于：所述的隔离通讯单元包括数字通讯处理器，所述数字通讯处理器与所述数字信号处理器电连接；所述数字通讯处理器可接收数字信号处理器生成的保护信号。
6.如权利要求3所述的电源变换保护装置，其特征在于：所述的隔离通讯单元包括模拟通讯处理器，所述模拟通讯处理器与所述数字信号处理器电连接；所述模拟通讯处理器可接收数字信号处理器生成的保护信号。
7.如权利要求1-6任一所述的电源变换保护装置，其特征在于：所述的谐振变换器模块输入端的输入信号的为谐振变换模块的输入电流、输入电压、谐振电容的电压、谐振电感的电流、开关管的电流中的一种或几种。
8.如权利要求1所述的电源变换保护装置，其特征在于：所述的第一控制还与其它 控制单元电连接，并获取其它控制单元的输入信号转换成保护信号。
9.如权利要求8任一所述的电源变换保护装置，其特征在于：所述的谐振变换器模块为串联谐振电路、并联谐振电路、串并联谐振电路和LLC谐振电路中的一种。
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