CN207117167U - 一种具有过流保护功能的功率器件电路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种具有过流保护功能的功率器件电路,包括:功率器件回路、电流采样电路、运算放大电路、比较电路A、比较电路B、功率器件驱动电路、控制芯片。控制芯片发送PWM信号给功率器件驱动电路。功率器件驱动电路发送驱动信号DRIVE给功率器件回路。电流采样电路采集功率器件回路的电流,发送电流采样信号给运算放大电路。运算放大电路将放大后的电流采样信号分别发送给控制芯片、比较电路A以及比较电路B。控制芯片通过探测运算放大电路以及比较电路A的过流信号,控制PWM信号关断,即“软件”关断。比较电路B与控制芯片的PWM输出端连接,通过比较电路B输出电平的翻转直接拉低PWM信号电压,使功率器件驱动电路无法驱动,即“硬件”关断。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种电子电路领域,尤其涉及一种具有过流保护功能的功率器件电路。
背景技术
很多电子设备都有额定电流,超过额定电流,设备会有烧毁的危险。为了保护电子设备,人们需要设计过流保护电路。当设备中的电流超过额定电流时,过流保护电路会切断设备信号来保护设备。
PWM(pulse width modulation,脉冲宽度调制)是利用未处理的数字输出来对模拟电路进行控制的一种非常有效地技术,因其控制简单、灵活、动态相应好等优点,广泛应用在测量、通信、功率控制与变换等许多领域中。
现有的具有过流保护功能的功率器件电路包括控制芯片、功率器件回路、功率器件驱动电路。控制芯片发送PWM信号给功率器件驱动电路,驱动功率器件驱动电路;功率驱动电路发送驱动信号DRIVE给功率器件回路,驱动功率器件回路。此时功率器件电路主要采用“软件”关断的方式,即通过控制芯片检测电流采样信号与设定值进行比较的结果。当电流采样信号超过设定值时,控制芯片关断PWM信号的输出,达到保护功率器件的目的。但是,当控制芯片失效、故障或者程序运行发生故障时,功率器件电路的过流保护功能会失效,进而导致设备过流烧毁。
发明内容
本实用新型的目的旨在提供一种具有过流保护功能的功率器件电路,通过巧妙的电路设计实现“硬件”关断,避免了控制芯片失效、故障或者程序运行发生故障导致的功率器件电路过流保护功能失效。
为了实现上述目的,本实用新型采取了如下的技术方案:
一种具有过流保护功能的功率器件电路,包括功率器件回路、功率器件驱动电路、控制芯片;所述控制芯片发送PWM信号给功率器件驱动电路;所述功率器件驱动电路发送驱动信号DRIVE给功率器件回路;其特征在于:
所述功率器件电路还包括电流采样电路、运算放大电路、比较电路A、比较电路B;所述电流采样电路采集功率器件回路的电流,发送电流采样信号给运算放大电路;所述运算放大电路放大电流采样信号,并将放大后的电流采样信号分别发送给控制芯片、比较电路A、比较电路B;
所述控制芯片将放大后的电流采样信号与控制芯片的设定值进行比较,控制PWM信号的输出和关断;所述比较电路A将放大后的电流采样信号与比较电路A的设定值进行比较,同时采用控制芯片检测比较电路A的比较结果,控制PWM信号的输出和关断;所述比较电路B将放大后的电流采样信号与比较电路B的设定值进行比较,并将比较结果发送给控制芯片的PWM输出端,控制PWM信号的电平。
进一步地,所述电流采样电路采样电阻R4,将采集功率器件回路的电流转换成采集采样电阻R4两端的电压。
进一步地,所述运算放大电路包括运算放大器、电阻R5、电阻R6、电阻R7、电阻R8、电阻R9以及电容C2、电容C3;所述电阻R5的一端与采样电阻R4的一端连接,另一端与运算放大器的同相输入端连接;所述采样电阻R4与电阻R5的公共端接地;所述采样电阻R4的另一端与电阻R6的一端连接;所述电阻R6的另一端与运算放大器的反相输入端连接;所述电阻R9的一端与运算放大器的反相输入端连接,另一端与运算放大器的输出端连接;所述电阻R5、电阻R6以及电阻R9的数值比例关系决定运算放大器的放大倍数;
所述电阻R7的一端与电阻R8的一端连接,另一端与电源连接;所述电阻R8的另一端接地;所述电阻R7和电阻R8的公共端与运算放大器的同相输入端连接;所述电容C2与电容C3并联,一端与运算放大器接电源的一个供电电源端连接,另一端接地;所述运算放大器的另一个供电电源端接地;所述电阻R8通过与电阻R7串联对电源进行分压,并将所得电压作为偏置电压输出到运算放大器的同相输入端;所述电容C2和电容C3组成电源滤波电路,滤除输入电源中的高低频干扰信号。
进一步地,所述运算放大电路还包括电阻R10、电容C4以及二极管D3;所述电阻R10的一端与运算放大器的输出端连接,另一端与电容C4的一端连接;所述电容C4的另一端接地;所述电阻R10和电容C4的公共端与控制芯片连接;所述二极管D3的正极与电阻R10和电容C4的公共端连接,负极与电源连接;所述电阻R10与电容C4组成滤波电路,过滤运算放大器输出的放大后的电流采样信号并将结果输出到控制芯片;所述控制芯片将放大后的电流采样信号与控制芯片的设定值进行比较,控制PWM信号的输出和关断,即实现对过流电路的“软件”关断。
进一步地,所述比较电路A包括比较器A、电阻R11、电阻R12、电阻R13、电阻R14、电阻R15以及电容C5、电容C6、电容C7;所述电阻R11的一端与运算放大器的输出端连接,另一端与电容C5的一端连接;所述电容C5的另一端接地;所述电阻R11和电容C5的公共端与比较器A的反相输入端连接;所述电阻R12的一端与电源连接,另一端与电阻R13的一端连接;所述电阻R13的另一端接地;所述电阻R12和电阻R13的公共端与比较器A的同相输入端连接;
所述电容C6一端接地,另一端与比较器A接电源的一个供电电源端连接;所述比较器A的另一个供电电源端接地;所述电阻R14一端与电源连接,另一端与比较器A的输出端连接;所述电阻R15的一端与比较器A的输出端连接,另一端与电容C7的一端连接;所述电容C7的另一端接地;所述电阻R15和电容C7的公共端与控制芯片连接;
所述电阻R11与电容C5组成滤波电路,过滤运算放大电路输出的放大后的电流采样信号,并发送给比较器A的反向输入端;所述电阻R13通过与电阻R12串联对电源进行分压,并将所得电压作为偏置电压发送到比较器A的同相输入端;所述电容C6是电源滤波电容,滤除输入电源中的高低频干扰信号;所述电阻R14是上拉电阻,稳定比较器A的输出电压;所述比较器A将放大后的电流采样信号与比较器A的设定值进行比较;所述电阻R15与电容C7组成滤波电路,过滤比较器A的输出电压,并将结果输出到控制芯片;
进一步地,所述比较电路B包括比较器B;所述比较器B的同相输入端与电阻12和电阻R13的公共端连接,反相输入端与电阻R11和电容C5的公共端连接,输出端与控制芯片的PWM输出端连接;所述电阻R13通过与电阻R12串联对电源进行分压,并将所得电压作为偏置电压发送到比较器B的同相输入端;所述电阻R11与电容C5组成滤波电路,过滤运算放大电路输出的放大后的电流采样信号,并发送给比较器B的反向输入端;
所述比较器B将放大后的电流采样信号与比较器B的设定值进行比较,并将比较的结果发送给控制芯片的PWM输出端;所述比较器B输出低电平,即电流采样信号过流时,PWM信号电平被比较器B的输出电压拉低,无法驱动功率器件驱动电路,即实现对过流电路的“硬件”关断。
进一步地,所述比较电路B包括比较器B、电阻R11、电阻R12、电阻R13以及电容C5;所述电阻R11的一端与运算放大器的输出端连接,另一端与电容C5的一端;所述电容C5的另一端接地;所述电阻R11和电容C5的公共端与比较器B的反相输入端连接;所述电阻R12的一端与电源连接,另一端与电阻R13的一端连接;所述电阻R13的另一端接地;所述电阻R12和电阻R13的公共端与比较器B的同相输入端连接;所述比较器B的输出端与控制芯片的PWM输出端连接;
所述电阻R11与电容C5组成滤波电路,过滤运算放大电路输出的放大后的电流采样信号,并发送给比较器B的反相输入端;所述电阻R13通过与电阻R12串联对电源进行分压,并将所得电压作为偏置电压发送给比较器B的同相输入端;所述比较器B将放大后的电流采样信号与比较器B的设定值进行比较,并将比较结果发送给控制芯片的PWM输出端;所述比较器B输出低电平,即电流采样信号过流时,PWM信号电平被比较器B的输出电压拉低,无法驱动功率器件驱动电路,即实现对过流电路的“硬件”关断。
进一步地,所述比较电路A包括比较器A、电阻R14、电阻R15以及电容C6、电容C7;所述比较器A的同相输入端与电阻R12和电阻R13的公共端连接,反相输入端与电阻R11和电容C5的公共端连接;所述电容C6的一端接地,另一端与比较器A接电源的一个供电电源端连接;所述比较器A的另一个供电电源端接地;所述电阻R14一端与电源连接,另一端与比较器A的输出端连接;所述电阻R15的一端与比较器A的输出端连接,另一端与电容C7的一端连接;所述电容C7的另一端接地;所述电阻R15和电容C7的公共端与控制芯片连接;
所述电阻R11与电容C5组成滤波电路,过滤运算放大电路输出的放大后的电流采样信号,并发送给比较器A的反相输入端;所述电阻R13通过与电阻R12串联对电源进行分压,并将所得电压作为偏置电压发送给比较器A的同相输入端;所述电容C6是电源滤波电容,滤除输入电源中的高低频干扰信号;所述电阻R14是上拉电阻,稳定比较器A的输出电压;所述比较器A将放大后的电流采样信号与比较器A的设定值进行比较;所述电阻R15与电容C7组成滤波电路,过滤比较器A的输出电压,并将结果输出到控制芯片;
所述控制芯片检测比较器A的输出电压,控制PWM信号的输出和关断,即实现对过流电路的“软件”关断。
进一步地,所述的功率器件回路包括功率器件Q1、电阻R1、电阻R2、电阻R3、二极管D2;所述二极管D2的负极与电阻R2的一端连接,正极与电阻R3的一端连接;所述电阻R2的另一端与电阻R1的一端连接;所述电阻R3的另一端与功率器件Q1的端口3连接;所述电阻R1的另一端与二极管D2的正极连接;所述电阻R1和电阻R2的公共端接收功率器件驱动电路输出的驱动信号DRIVE;所述电阻R3和二极管D2的公共端端与功率器件Q1的端口1连接;所述电阻R1、电阻R2、电阻R3以及二极管D2构成了功率器件Q1的开通泄放回路;电源输入的两个端口ACL_IN、ACN_IN分别与功率器件Q1的端口2、电阻R4与电阻R6的公共端连接。
进一步地,所述功率器件驱动电路包括功率驱动器件U1、电阻R16、电阻R17、电容C8、电容C9;所述电阻R16连入比较器B的输出端与控制芯片的PWM输出端之间;所述电阻R16和比较器B输出端的公共端与功率驱动器件U1的端口2连接,发送PWM信号给功率驱动器件U1;所述功率驱动器件U1的端口3接地,端口6与电源连接;所述功率驱动器件U1的端口7与电阻R1和电阻R2的公共端连接,输出驱动信号DRIVE给功率器件回路;所述电阻R17的一端与电阻R16和比较器B输出端的公共端连接,另一端接地;所述电容C8与电容C9并联,一端与电源连接,另一端接地;
所述控制芯片通过电阻R16发送PWM信号给功率驱动器件U1,驱动功率驱动器件U1;所述电阻R17为下拉电阻,稳定PWM信号电平;所述电容C8与电容C9组成电源滤波电容,滤除电源中的高低频干扰信号;所述功率驱动器件U1接收到PWM信号后,发送驱动信号DRIVE给功率器件回路,驱动功率器件回路。
本实用新型有益效果:
由以上技术方案可知,本实用新型通过电流采样电路采集功率器件回路的电流,通过运算放大器放大电流采样信号,并将放大后的电流采样信号分别发送给控制芯片、比较电路A、比较电路B。
一方面,控制芯片直接检测放大后的电流采样信号,将放大后的电流采样信号信号与控制芯片的设定值进行比较,控制PWM信号的输出和关断;比较电路A将放大后的电流采样信号与比较电路A的设定值进行比较,控制芯片检测比较电路A的输出电平,控制PWM信号的输出和关断;此时,本实用新型实现对过流电路的“软件”关断。
另一方面,比较电路B将放大后的的电流采样信号与比较电路B的设定值进行比较,并且通过比较电路B的输出电压控制PWM信号的电平;此时,本实用新型实现对过流电路的“硬件”关断。本实用新型通过对过流电路同时实现“软件”和“硬件”关断,避免控制芯片失效、故障或者程序运行发生故障导致的功率器件电路过流保护功能失效
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例,下面对实施例中所需要使用的附图做简单的介绍。下面描述中的附图仅仅是本实用新型中的实施例,对于本领域的普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他附图。
图1本实用新型的整体框图;
图2是本实用新型的电路示意图。
具体实施方式
下面结合附图,对本实用新型进行详细的说明。
为了使本实用新型的目的、技术方案、优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型,并不用于限定本实用新型。
实施例1
如图1所示,一种具有过流保护功能的功率器件电路,包括:功率器件回路、电流采样电路、运算放大电路、比较电路A、比较电路B、功率器件驱动电路、控制芯片。电流采样电路采集功率器件回路的电流,发送电流采样信号给运算放大器。运算放大器放大电流采样信号,并将放大后的电流采样信号分别发送给控制芯片、比较电路A、比较电路B。控制芯片发送PWM信号给功率器件驱动电路。功率器件驱动电路发送驱动信号DRIVE给功率器件回路。
功率器件电路进行过流保护的原理如下:(1)控制芯片直接检测放大后的电流采样信号,将放大后的电流采样信号与控制芯片的设定值进行比较,控制PWM信号的输出和关断;(2)比较电路A将放大后的电流采样信号与比较电路A的设定值进行进行比较,同时,控制芯片检测比较电路A的比较结果,控制PWM信号的输出和关断;(3)比较电路B将放大后的电流采样信号与比较电路B的设定值进行比较,并将比较的结果发送给控制芯片的PWM输出端,控制PWM信号的电平,进而控制对功率器件驱动电路的驱动;所述功率器件电路处于过流状态时,(1)和(2)采用控制芯片直接关断PWM信号的方式,即“软件”关断,(3)采用比较电路B的输出电压直接拉低PWM信号电平,使得PWM信号无法驱动功率器件驱动电路,即“硬件”关断。
如图2所示,功率器件回路包括功率器件Q1、电阻R1、电阻R2、电阻R3以及二极管D2。二极管D2的负极与电阻R2的一端连接,正极与电阻R3的一端连接。电阻R2的另一端与电阻R1的一端连接。电阻R3的另一端与功率器件Q1的端口3连接。电阻R1的另一端与二极管D2的正极连接。电阻R1和电阻R2的公共端接收功率器件驱动电路输出的驱动信号DRIVE。电阻R3和二极管D2的公共端与功率器件Q1的端口1连接。电源输入的两个端口ACL_IN、ACN_IN分别与功率器件Q1的端口2、电阻R4和电阻R6的公共端连接。
如图1和2所示,电流采样电路采集功率器件回路上的电流,并将电流采样信号发送给运算放大电路。在本实施例中,电流采样电路将采样电阻R4连入功率器件回路中,使采集功率器件回路的电流转换成采集采样电阻R4上的电压。
如图2所示,运算放大电路包括运算放大器、电阻R5、电阻R6、电阻R7、电阻R8、电阻R9以及电容C2、电容C3。电阻R5的一端与采样电阻R4的一端连接,另一端与运算放大器的同相输入端连接。采样电阻R4的另一端与电阻R6的一端连接。电阻R6的另一端与运算放大器的反相输入端连接。电阻R9的一端与运算放大器的反相输入端连接,另一端与运算放大器的输出端连接。电阻R5、电阻R6以及电阻R9的数值比例关系决定运算放大器的放大倍数。
电阻R7的一端与电阻R8的一端连接,另一端与电源连接。电阻R8的另一端接地。电阻R7和电阻R8的公共端与运算放大器的同相输入端连接。电容C2与电容C3并联,一端与运算放大器接电源的一个供电电源端连接,另一端接地。运算放大器的另一个供电电源端接地。电阻R8通过与电阻R7串联对电源进行分压,并将所得电压作为偏置电压输出到运算放大器的同相输入端。电容C2和电容C3组成电源滤波电路,滤除输入电源中的高低频干扰信号。
如图2所示,比较电路A包括比较器A、电阻R11、电阻R12、电阻R13、电阻R14、电阻R15以及电容C5、电容C6、电容C7。电阻R11的一端与运算放大器的输出端连接,另一端与电容C5的一端连接。电容C5的另一端接地。电阻R11和电容C5的公共端与比较器A的反相输入端连接。电阻R12的一端与电源连接,另一端与电阻R13的一端连接。电阻R13的另一端接地。电阻R12和电阻R13的公共端与比较器A的同相输入端连接。
电容C6一端接地,另一端与比较器A接电源的一个供电电源端连接。比较器A的另一个供电电源端接地。电阻R14一端与电源连接,另一端与比较器A的输出端连接。电阻R15的一端与比较器A的输出端连接,另一端与电容C7的一端连接。电容C7的另一端接地。电阻R15和电容C7的公共端与控制芯片连接。
电阻R11与电容C5组成滤波电路,过滤运算放大电路输出的放大后的电流采样信号,并发送到比较器A的反相输入端。电阻R13通过与电阻R12串联对电源进行分压,并将所得电压作为偏置电压发送到比较器A的同相输入端。电容C6是电源滤波电容,滤除输入电源中的高低频干扰信号。电阻R14是上拉电阻,稳定比较器A的输出电压。比较器A将放大后的电流采样信号与比较器A的设定值进行比较。电阻R15与电容C7组成滤波电路,过滤比较器A的输出电压,并将结果输出到控制芯片。
控制芯片检测比较器A的输出电压,控制PWM信号的输出和关断,即实现对过流电路的“软件”关断。
如图2所示,比较电路B包括比较器B。比较器B的同相输入端与电阻12和电阻R13的公共端连接,反相输入端与电阻R11和电容C5的公共端连接,输出端与控制芯片的PWM输出端连接。电阻R11与电容C5组成滤波电路,过滤运算放大电路输出的放大后的电流采样信号,并发送到比较器B的反相输入端。电阻R13通过与电阻R12串联对电源进行分压,并将所得电压作为偏置电压发送到比较器B的同相输入端。比较器B将放大后的电流采样信号与比较器B的设定值进行比较,并将比较的结果发送给控制芯片的PWM输出端。比较器B输出低电平,即电流采样信号过流时,PWM信号电平被比较器B的输出电压拉低,无法驱动功率器件驱动电路,即实现对过流电路的“硬件”关断。
如图2所示,功率器件驱动电路包括功率驱动器件U1、电阻R16、电阻R17、电容C8、电容C9。电阻R16连入比较器B的输出端与控制芯片的PWM输出端之间。电阻R16和比较器B输出端的公共端与功率驱动器件U1的端口2连接,发送PWM信号给功率驱动器件U1。功率驱动器件U1的端口3接地,端口6与电源连接。功率驱动器件U1的端口7与电阻R1和电阻R2的公共端连接,输出驱动信号DRIVE给功率器件回路。电阻R17的一端与电阻R16和比较器B输出端的公共端连接,另一端接地。电容C8与电容C9并联,一端与电源连接,另一端接地。
此时,控制芯片通过电阻R16发送PWM信号给功率驱动器件U1,驱动功率驱动器件U1。电阻R17为下拉电阻,稳定PWM信号电平。电容C8与电容C9组成电源滤波电容,滤除电源中的高低频干扰信号。功率驱动器件U1接收到PWM信号后,发送驱动信号DRIVE给功率器件回路,驱动功率器件回路。
如图2所示,所述功率器件电路还包括二极管D1、电感L1、高压电容C1。电感L1连入电源输入端口ACL_IN与功率器件Q1的端口2之间。二极管D1的正极与功率器件Q1的端口2连接,负极与电容C1的一端连接。电容C1的另一端接地。电感L1、二极管D1、功率器件Q1组成功率因素校正电路。电容C1输出直流电压VDC。在本实施例中,电容C1是耐高压电容。
如图2所示,所述功率器件回路还包括整流桥DB1。整流桥DB1的端口2、端口3分别与电源输入端口ACL_IN、ACN_IN连接,端口1、端口4分别与功率器件Q1的端口2、采样电阻R4和电阻R6的公共端连接。在本实施例中,电源输入交流信号。整流桥D1对输入的交流信号进行整流并发送给功率器件回路。
实施例2
实施例2与实施例1不同之处在于:
比较电路B包括比较器B、电阻R11、电阻R12、电阻R13以及电容C5。电阻R11的一端与运算放大器的输出端连接,另一端与电容C5的一端。电容C5的另一端接地。电阻R11和电容C5的公共端与比较器B的反相输入端连接。电阻R12的一端与电源连接,另一端与电阻R13的一端连接。电阻R13的另一端接地。电阻R12和电阻R13的公共端与比较器B的同相输入端连接。比较器B的输出端与控制芯片的PWM输出端连接。
电阻R11与电容C5组成滤波电路,过滤运算放大电路输出的放大后的电流采样信号,并发送给比较器B的反相输入端。电阻R13通过与电阻R12串联对电源进行分压,并将所得电压作为偏置电压发送给比较器B的同相输入端。比较器B将放大后的电流采样信号与比较器B的设定值进行比较,并将比较结果发送给控制芯片的PWM输出端。比较器B输出低电平,即电流采样信号过流时,PWM信号电平被比较器B的输出电压拉低,无法驱动功率器件驱动电路,即实现对过流电路的“硬件”关断。
比较电路A包括比较器A、电阻R14、电阻R15以及电容C6、电容C7。比较器A的同相输入端与电阻R12和电阻R13的公共端连接,反相输入端与电阻R11和电容C5的公共端连接。电容C6的一端接地,另一端与比较器A接电源的一个供电电源端连接。比较器A的另一个供电电源端接地。电阻R14一端与电源连接,另一端与比较器A的输出端连接。电阻R15的一端与比较器A的输出端连接,另一端与电容C7的一端连接。电容C7的另一端接地。电阻R15和电容C7的公共端与控制芯片连接。
电阻R11与电容C5组成滤波电路,过滤运算放大电路输出的放大后的电流采样信号,并发送给比较器A的反相输入端。电阻R13通过与电阻R12串联对电源进行分压,并将所得电压作为偏置电压发送给比较器B的同相输入端。比较器A将放大后的电流采样信号与比较器A的设定值进行比较;所述控制芯片检测比较器A的输出电压,控制PWM信号的输出和关断,即实现对过流电路的“软件”关断。
以上所述仅是本实用新型的优选实施例,本实用新型的保护范围并不仅局限于上述实施例,凡属于本实用新型思路下的技术方案均属于本实用新型的保护范围。应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。
Claims (10)
1.一种具有过流保护功能的功率器件电路,包括功率器件回路、功率器件驱动电路、控制芯片;所述控制芯片发送PWM信号给功率器件驱动电路;所述功率器件驱动电路发送驱动信号DRIVE给功率器件回路;其特征在于:
所述功率器件电路还包括电流采样电路、运算放大电路、比较电路A、比较电路B;所述电流采样电路采集功率器件回路的电流,发送电流采样信号给运算放大电路;所述运算放大电路放大电流采样信号,并将放大后的电流采样信号分别发送给控制芯片、比较电路A、比较电路B;
所述控制芯片将放大后的电流采样信号与控制芯片的设定值进行比较,控制PWM信号的输出和关断;所述比较电路A将放大后的电流采样信号与比较电路A的设定值进行比较,同时采用控制芯片检测比较电路A的比较结果,控制PWM信号的输出和关断;所述比较电路B将放大后的电流采样信号与比较电路B的设定值进行比较,并将比较结果发送给控制芯片的PWM输出端,控制PWM信号的电平。
2.根据权利要求1所述的一种具有过流保护功能的功率器件电路,其特征在于:所述电流采样电路采用采样电阻R4,将采集功率器件回路的电流转换成采集采样电阻R4两端的电压。
3.根据权利要求2所述的一种具有过流保护功能的功率器件电路,其特征在于:所述运算放大电路包括运算放大器、电阻R5、电阻R6、电阻R7、电阻R8、电阻R9以及电容C2、电容C3;所述电阻R5的一端与采样电阻R4的一端连接,另一端与运算放大器的同相输入端连接;所述采样电阻R4与电阻R5的公共端接地;所述采样电阻R4的另一端与电阻R6的一端连接;所述电阻R6的另一端与运算放大器的反相输入端连接;所述电阻R9的一端与运算放大器的反相输入端连接,另一端与运算放大器的输出端连接;所述电阻R5、电阻R6以及电阻R9的数值比例关系决定运算放大器的放大倍数;
所述电阻R7的一端与电阻R8的一端连接,另一端与电源连接;所述电阻R8的另一端接地;所述电阻R7和电阻R8的公共端与运算放大器的同相输入端连接;所述电容C2与电容C3并联,一端与运算放大器接电源的一个供电电源端连接,另一端接地;所述运算放大器的另一个供电电源端接地;所述电阻R8 通过与电阻R7串联对电源进行分压,并将所得电压作为偏置电压输出到运算放大器的同相输入端;所述电容C2和电容C3组成电源滤波电路,滤除输入电源中的高低频干扰信号。
4.根据权利要求3所述的一种具有过流保护功能的功率器件电路,其特征在于:所述运算放大电路还包括电阻R10、电容C4以及二极管D3;所述电阻R10的一端与运算放大器的输出端连接,另一端与电容C4的一端连接;所述电容C4的另一端接地;所述电阻R10和电容C4的公共端与控制芯片连接;所述二极管D3的正极与电阻R10和电容C4的公共端连接,负极与电源连接;所述电阻R10与电容C4组成滤波电路,过滤运算放大器输出的放大后的电流采样信号并将结果输出到控制芯片;所述控制芯片将放大后的电流采样信号与控制芯片的设定值进行比较,控制PWM信号的输出和关断,即实现对过流电路的“软件”关断。
5.根据权利要求3或4所述的一种具有过流保护功能的功率器件电路,其特征在于:所述比较电路A包括比较器A、电阻R11、电阻R12、电阻R13、电阻R14、电阻R15以及电容C5、电容C6、电容C7;所述电阻R11的一端与运算放大器的输出端连接,另一端与电容C5的一端连接;所述电容C5的另一端接地;所述电阻R11和电容C5的公共端与比较器A的反相输入端连接;所述电阻R12的一端与电源连接,另一端与电阻R13的一端连接;所述电阻R13的另一端接地;所述电阻R12和电阻R13的公共端与比较器A的同相输入端连接;
所述电容C6一端接地,另一端与比较器A接电源的一个供电电源端连接;所述比较器A的另一个供电电源端接地;所述电阻R14一端与电源连接,另一端与比较器A的输出端连接;所述电阻R15的一端与比较器A的输出端连接,另一端与电容C7的一端连接;所述电容C7的另一端接地;所述电阻R15和电容C7的公共端与控制芯片连接;
所述电阻R11与电容C5组成滤波电路,过滤运算放大电路输出的放大后的电流采样信号,并发送给比较器A的反向输入端;所述电阻R13通过与电阻R12串联对电源进行分压,并将所得电压作为偏置电压发送到比较器A的同相输入端;所述电容C6是电源滤波电容,滤除输入电源中的高低频干扰信号;所述电阻R14是上拉电阻,稳定比较器A的输出电压;所述比较器A将放大后的电流采样信号与比较器A的设定值进行比较;所述电阻R15与电容C7组成滤波电路,过滤比较器A的输出电压,并将结果输出到控制芯片;
所述控制芯片检测比较器A的输出电压,控制PWM信号的输出和关断,即实现对过流电路的“软件”关断。
6.根据权利要求5所述的一种具有过流保护功能的功率器件电路,其特征在于:所述比较电路B包括比较器B;所述比较器B的同相输入端与电阻12和电阻R13的公共端连接,反相输入端与电阻R11和电容C5的公共端连接,输出端与控制芯片的PWM输出端连接;所述电阻R13通过与电阻R12串联对电源进行分压,并将所得电压作为偏置电压发送到比较器B的同相输入端;所述电阻R11与电容C5组成滤波电路,过滤运算放大电路输出的放大后的电流采样信号,并发送给比较器B的反向输入端;
所述比较器B将放大后的电流采样信号与比较器B的设定值进行比较,并将比较的结果发送给控制芯片的PWM输出端;所述比较器B输出低电平,即电流采样信号过流时,PWM信号电平被比较器B的输出电压拉低,无法驱动功率器件驱动电路,即实现对过流电路的“硬件”关断。
7.根据权利要求3或4所述的一种具有过流保护功能的功率器件电路,其特征在于:所述比较电路B包括比较器B、电阻R11、电阻R12、电阻R13以及电容C5;所述电阻R11的一端与运算放大器的输出端连接,另一端与电容C5的一端;所述电容C5的另一端接地;所述电阻R11和电容C5的公共端与比较器B的反相输入端连接;所述电阻R12的一端与电源连接,另一端与电阻R13的一端连接;所述电阻R13的另一端接地;所述电阻R12和电阻R13的公共端与比较器B的同相输入端连接;所述比较器B的输出端与控制芯片的PWM输出端连接;
所述电阻R11与电容C5组成滤波电路,过滤运算放大电路输出的放大后的电流采样信号,并发送给比较器B的反相输入端;所述电阻R13通过与电阻R12串联对电源进行分压,并将所得电压作为偏置电压发送给比较器B的同相输入端;所述比较器B将放大后的电流采样信号与比较器B的设定值进行比较,并将比较结果发送给控制芯片的PWM输出端;所述比较器B输出低电平,即电流采样信号过流时,PWM信号电平被比较器B的输出电压拉低,无法驱动功率器件驱动电路,即实现对过流电路的“硬件”关断。
8.根据权利要求7所述的一种具有过流保护功能的功率器件电路,其特征在于:所述比较电路A包括比较器A、电阻R14、电阻R15以及电容C6、电容C7;所述比较器A的同相输入端与电阻R12和电阻R13的公共端连接,反相输入端与电阻R11和电容C5的公共端连接;所述电容C6的一端接地,另一端与比较器A接电源的一个供电电源端连接;所述比较器A的另一个供电电源端接地;所述电阻R14一端与电源连接,另一端与比较器A的输出端连接;所述电阻R15的一端与比较器A的输出端连接,另一端与电容C7的一端连接;所述电容C7的另一端接地;所述电阻R15和电容C7的公共端与控制芯片连接;
所述电阻R11与电容C5组成滤波电路,过滤运算放大电路输出的放大后的电流采样信号,并发送给比较器A的反相输入端;所述电阻R13通过与电阻R12串联对电源进行分压,并将所得电压作为偏置电压发送给比较器A的同相输入端;所述电容C6是电源滤波电容,滤除输入电源中的高低频干扰信号;所述电阻R14是上拉电阻,稳定比较器A的输出电压;所述比较器A将放大后的电流采样信号与比较器A的设定值进行比较;所述电阻R15与电容C7组成滤波电路,过滤比较器A的输出电压,并将结果输出到控制芯片;
所述控制芯片检测比较器A的输出电压,控制PWM信号的输出和关断,即实现对过流电路的“软件”关断。
9.根据权利要求6或8所述的一种具有过流保护功能的功率器件电路,其特征在于:所述的功率器件回路包括功率器件Q1、电阻R1、电阻R2、电阻R3、二极管D2;所述二极管D2的负极与电阻R2的一端连接,正极与电阻R3的一端连接;所述电阻R2的另一端与电阻R1的一端连接;所述电阻R3的另一端与功率器件Q1的端口3连接;所述电阻R1的另一端与二极管D2的正极连接;所述电阻R1和电阻R2的公共端接收功率器件驱动电路输出的驱动信号DRIVE;所述电阻R3和二极管D2的公共端端与功率器件Q1的端口1连接;所述电阻R1、电阻R2、电阻R3以及二极管D2构成了功率器件Q1的开通泄放回路;电源输入的两个端口ACL_IN、ACN_IN分别与功率器件Q1的端口2、电阻R4与电阻R6的公共端连接。
10.根据权利要求9所述的一种具有过流保护功能的功率器件电路,其特征在于:所述功率器件驱动电路包括功率驱动器件U1、电阻R16、电阻R17、电容C8、电容C9;所述电阻R16连入比较器B的输出端与控制芯片的PWM输出端之间;所述电阻R16和比较器B输出端的公共端与功率驱动器件U1的端口2连接,发送PWM信号给功率驱动器件U1;所述功率驱动器件U1的端口3接地,端口6与电源连接;所述功率驱动器件U1的端口7与电阻R1和电阻R2的公共端连接,输出驱动信号DRIVE给功率器件回路;所述电阻R17的一端与电阻R16和比较器B输出端的公共端连接,另一端接地;所述电容C8与电容C9并联,一端与电源连接,另一端接地;
所述控制芯片通过电阻R16发送PWM信号给功率驱动器件U1,驱动功率驱动器件U1;所述电阻R17为下拉电阻,稳定PWM信号电平;所述电容C8与电容C9组成电源滤波电容,滤除电源中的高低频干扰信号;所述功率驱动器件U1接收到PWM信号后,发送驱动信号DRIVE给功率器件回路,驱动功率器件回路。
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