CN209730791U - 带有自保护功能的驱动电源电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种带有自保护功能的驱动电源电路。其中，驱动电源电路采用第二电源转换电路从开关的前端取电，使得在驱动电源电路开始工作之前第二电源转换电路开始工作；该驱动电源电路将第二电源转换电路的第二电源输出端与第一电源转换电路的电源输出端电性连接，在第二电源转换电路带有的自保护电路在第二电源输出端短路时关断第二电源转换电路的输入电流，从而使控制电路未得电，开关无法接通，实现了保护作用。通过本实用新型，解决了相关技术中的保护方式只能在驱动电源电路通电工作后才能够起到保护作用导致的电路被破坏的风险高的问题，降低了电路被破坏的风险，提高了电路保护效果。

Description

带有自保护功能的驱动电源电路

技术领域

本实用新型涉及驱动电源电路领域，具体而言，涉及一种带有自保护功能的驱动电源电路。

背景技术

目前常用的驱动电源电路的保护一般通过保险管、智能功率模块(IntelligentPower Module，简称为IPM)电路自身硬件电流保护、软件电流保护等保护。但是，上述的保护方式都只能在驱动电源电路通电工作后才能启动保护作用。由于在驱动电源电路通电工作后就会有强电流流过驱动电源电路及负载电路。如果驱动电源电路或者负载电路已经发生短路等异常，那么电路上施加强电流之后、直至保护动作开启的时间间隔中，就有可能对电路中某些元器件造成了破坏。

另外，诸如保险管的保护方式是在通过大电流时，熔断保险管来达到保护作用的，这种保护是一次性的，损坏后无法恢复；并且如果故障导致的电流较低而没有达到保险管的熔断电流，保险管也无法起到保护作用。

实用新型内容

本实用新型提供了一种带有自保护功能的驱动电源电路，以至少解决相关技术中的保护方式只能在驱动电源电路通电工作后才能够起到保护作用导致的电路被破坏的风险高的问题。

本实用新型实施例提供了一种带有自保护功能的驱动电源电路，包括：依次电性连接的母线电源输入端、开关、第一电源转换电路和母线电源输出端，以及第二电源转换电路和控制电路；其中，

所述控制电路的第一控制信号输出端与所述开关的控制信号输入端电性连接，用于输出开关信号；

所述第二电源转换电路的电源输入端从所述开关的前端取电，用于将从所述开关的前端取得的电源转换为多路转换后电源，并输出到多个电源输出端；

所述第二电源转换电路带有自保护电路，所述自保护电路在所述多个电源输出端中任一电源输出端短路时关断所述第二电源转换电路的输入电流；

所述多个电源输出端中的第一电源输出端为所述控制电路供电；所述多个电源输出端中的第二电源输出端与所述第一电源转换电路的电源输出端电性连接。

可选地，所述第二电源输出端设置有反向电流阻隔电路，以阻止电流从所述第一电源转换电路的电源输出端流入所述第二电源转换电路。

可选地，所述反向电流阻隔电路包括二极管。

可选地，所述驱动电源电路还包括：功率控制电路，其中，

所述功率控制电路串联在所述母线电源输出端和所述第一电源转换电路的电源输出端之间；

所述控制电路的第二控制信号输出端与所述功率控制电路的控制信号输入端电性连接，用于输出PWM信号。

可选地，所述第一电源转换电路为AC/DC转换电路；所述第二电源转换电路为AC/DC转换电路和DC/DC转换电路。

可选地，所述第一电源转换电路为DC/DC转换电路；所述第二电源转换电路为DC/DC转换电路。

可选地，所述驱动电源电路还包括：滤波电路，所述滤波电路串联在所述母线电源输入端和所述开关之间。

通过本实用新型实施例提供的带有自保护功能的驱动电源电路，由于第二电源转换电路从开关的前端取电，使得在驱动电源电路开始工作之前第二电源转换电路开始工作；该驱动电源电路将第二电源转换电路的第二电源输出端与第一电源转换电路的电源输出端电性连接，在第二电源转换电路带有的自保护电路在第二电源输出端短路时关断第二电源转换电路的输入电流，从而使控制电路未得电，开关无法接通，实现了保护作用。通过本实用新型实施例，解决了相关技术中的保护方式只能在驱动电源电路通电工作后才能够起到保护作用导致的电路被破坏的风险高的问题，降低了电路被破坏的风险，提高了电路保护效果。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，构成本申请的一部分，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1是根据本实用新型实施例的带有自保护功能的驱动电源电路的拓扑结构图；

图2是根据本实用新型实施例的带有自保护功能的驱动电源电路的优选拓扑结构图一；

图3是根据本实用新型实施例的带有自保护功能的驱动电源电路的优选拓扑结构图二；

图4是根据本实用新型实施例的带有自保护功能的驱动电源电路的优选拓扑结构图三；

图5是根据本实用新型实施例的带有自保护功能的驱动电源电路的自保护方法的流程图；

图6是根据本实用新型实施例的带有自保护功能的驱动电源电路的自保护方法的优选流程图。

图中，虚线为控制信号流；细实线为子电路供电电流；粗实线为负载电路工作电流。

具体实施方式

下面将详细描述本实用新型的各个方面的特征和示例性实施例，为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细描述。应理解，此处所描述的具体实施例仅用于解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。对于本领域技术人员来说，本实用新型可以在不需要这些具体细节中的一些细节的情况下实施。下面对实施例的描述仅仅是为了通过示出本实用新型的示例来提供对本实用新型更好的理解。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

在本实施例中提供了一种带有自保护功能的驱动电源电路，图1是根据本实用新型实施例的带有自保护功能的驱动电源电路的拓扑结构图，如图1所示，该驱动电源电路包括：依次电性连接的母线电源输入端1、开关2、第一电源转换电路3和母线电源输出端4，以及第二电源转换电路5和控制电路6；其中，

控制电路6的第一控制信号输出端与开关2的控制信号输入端电性连接，用于输出开关2信号；

第二电源转换电路5的电源输入端从开关2的前端取电，用于将从开关2的前端取得的电源转换为多路转换后电源，并输出到多个电源输出端；

第二电源转换电路5带有自保护电路，自保护电路在多个电源输出端中任一电源输出端短路时关断第二电源转换电路5的输入电流；

多个电源输出端中的第一电源输出端为控制电路6供电；多个电源输出端中的第二电源输出端与第一电源转换电路3的电源输出端电性连接。

在上述驱动电源电路中，第一电源转换电路3用于将电源转换为强电电源，该强电电源是指驱动负载电路工作的电源；第二电源转换电路5用于转换弱电电源，该弱电电源是指为驱动电源电路中各个子电路(例如IPM电路8、控制电路6)供电的电源。

采用上述的驱动电源电路，由于第二电源转换电路5从开关2的前端取电，使得在驱动电源电路开始工作之前第二电源转换电路5开始工作；该驱动电源电路将第二电源转换电路5的第二电源输出端与第一电源转换电路3的电源输出端电性连接，在第二电源转换电路5带有的自保护电路在第二电源输出端短路时关断第二电源转换电路5的输入电流，从而使控制电路6未得电，开关2无法接通，实现了保护作用。

上述的开关2优选为继电器开关或者其他可以通过控制电路6控制其开关状态的开关。

如图2所示，可选地，第二电源输出端设置有反向电流阻隔电路，以阻止电流从第一电源转换电路3的电源输出端流入第二电源转换电路5。反向电流阻隔电路优选为二极管7，该二极管7可以仅接与在母线的正极电性连接的电路上。二极管7的导通方向为从第二电源转换电路5的第二电源输出端到第一电源转换电路3的电源输出端方向。

在负载电路的输入功率(即驱动电源电路的输出功率)需要调节的情况下，例如变频压缩机作为负载时，为了能够调节输入功率，还可以在驱动电源电路的末端设置功率控制电路，功率控制电路包括但不限于：功率校正电路(PFC)、MOSFET管、智能功率模块(IPM)电路、绝缘栅双极型晶体管(IGBT)电路、可控硅整流器(SCR)、可关断晶闸管(GTO)等。控制电路6则可以具体为数字信号处理(DSP)电路或者其他可以产生PWM信号的电路。

如图3所示，可选地，驱动电源电路还包括：智能功率模块电路8，其中，

智能功率模块电路8串联在母线电源输出端4和第一电源转换电路3的电源输出端之间；

控制电路6的第二控制信号输出端与智能功率模块电路8的控制信号输入端电性连接，用于输出脉冲宽度调制(PWM)信号。

通过控制电路6向智能功率模块电路8输出的PWM信号实现了驱动电源电路输出功率的调节。

本实施例可适用于输出为直流电源的任何驱动电源电路。可选地，在驱动电源电路的输入电源为交流电源时，第一电源转换电路3为AC/DC转换电路；第二电源转换电路5为AC/DC转换电路和DC/DC转换电路。第二电源转换电路5的DC/DC转换电路用于将AC/DC转换电路输出的直流电源转换为不同电压等级的直流电源，以供其他电路(例如控制电路6、IPM电路8)工作。上述的第二电源转换电路5优选为带有自保护电路的开关电源电路。

可选地，在驱动电源电路的输入电源也为直流电源时，第一电源转换电路3为DC/DC转换电路；第二电源转换电路5为DC/DC转换电路。

转换前后电压等级根据驱动电源电路的使用环境和子电路的电路设计和器件选型决定，例如第一电源转换电路3的输入电压一般为AC 220V或AC 380V，输出电压为DC500V左右；第二电源转换电路3的输出电压一般也为AC 220V或AC 380V，输出电压为DC3.3V、DC 5V或DC 15V等。

如图4所示，可选地，驱动电源电路还包括：滤波电路9，滤波电路9串联在母线电源输入端1和开关2之间，用于交流滤波。

本实施例还提供了一种驱动电源电路的自保护方法，该驱动电源电路的自保护方法利用上述的驱动电源电路实现。图5是根据本实用新型实施例的驱动电源电路的自保护方法的流程图，如图5所示，该流程包括如下步骤：

步骤S501，在母线电源输入端1得电后，控制电路6判断自身是否得电；

步骤S502，在控制电路6得电的情况下，控制电路6控制开关2接通。

在图1所示的驱动电源电路中，在母线电源输入端1得电后，由于第二电源转换电路5从开关2的前端取电，使得在驱动电源电路开始工作之前第二电源转换电路5开始工作；该驱动电源电路将第二电源转换电路5的第二电源输出端与第一电源转换电路3的电源输出端电性连接，在第二电源转换电路5带有的自保护电路在第二电源输出端短路时关断第二电源转换电路5的输入电流，从而使控制电路6未得电，开关2无法接通，实现了保护作用。

其中，第二电源输出端短路表明开关2、第一电源转换电路3、IPM电路8或者负载电路中的至少一个发生了短路异常。

在驱动电源电路还包括IPM电路8或者其他功率控制电路的情况下，由于IPM电路具有多个开关器件，在母线电源输入端得电后，IPM电路8的多个开关器件自身不会主动动作，此时如果第二电源输出端没有出现短路，则说明在当前的多个开关器件的一种导通状态下，IPM电路8没有出现短路；为了进一步判断IPM电路8的所有开关器件或者所有导通状态下，IPM电路8是否会出现短路，则在步骤S502中可以通过控制电路6来改变IPM电路8的开关器件的导通状态来进一步判断，例如：

步骤S502，在控制电路6得电的情况下，控制电路6向智能功率模块电路发送预设PWM信号，以改变智能功率模块电路的开关器件状态，其中，智能功率模块电路串联在母线电源输出端4和第一电源转换电路3的电源输出端之间；在控制电路6向智能功率模块电路发送预设PWM信号之后，控制电路6仍保持得电的情况下，控制电路6控制开关2接通。

可选地，在控制电路6未得电的情况下，说明第二电源转换电路5的自保护电路动作，电路可能存在异常，控制电路6不工作。

本实施例的自保护方法的优选流程如图6所示。

通过本实用新型的上述实施例和实施方式，采取在驱动电源电路工作之前，给开关2后端电路进行低电压运行测试，在出现异常情况时，可以及时通过第二电源转换电路5的自保护电路关断控制电路6的供电，进而避免开关2接通，实现对整个电路的保护。此外，自保护电路可以反复动作，多次保护。并且，上述驱动电源电路也可以在整个电路正常工作时实现保护，一旦电路运行过程中发生异常，即可及时关断控制电路6的供电，开关2同时关断。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。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 (7)

1.一种驱动电源电路，其特征在于，包括：依次电性连接的母线电源输入端、开关、第一电源转换电路和母线电源输出端，以及第二电源转换电路和控制电路；其中，

所述控制电路的第一控制信号输出端与所述开关的控制信号输入端电性连接，用于输出开关信号；

所述第二电源转换电路的电源输入端从所述开关的前端取电，用于将从所述开关的前端取得的电源转换为多路转换后电源，并输出到多个电源输出端；

所述第二电源转换电路带有自保护电路，所述自保护电路在所述多个电源输出端中任一电源输出端短路时关断所述第二电源转换电路的输入电流；

所述多个电源输出端中的第一电源输出端为所述控制电路供电；所述多个电源输出端中的第二电源输出端与所述第一电源转换电路的电源输出端电性连接。

2.根据权利要求1所述的驱动电源电路，其特征在于，所述第二电源输出端设置有反向电流阻隔电路，以阻止电流从所述第一电源转换电路的电源输出端流入所述第二电源转换电路。

3.根据权利要求2所述的驱动电源电路，其特征在于，所述反向电流阻隔电路包括二极管。

4.根据权利要求1所述的驱动电源电路，其特征在于，所述驱动电源电路还包括：功率控制电路，其中，

所述功率控制电路串联在所述母线电源输出端和所述第一电源转换电路的电源输出端之间；

所述控制电路的第二控制信号输出端与所述功率控制电路的控制信号输入端电性连接，用于输出PWM信号。

5.根据权利要求1所述的驱动电源电路，其特征在于，所述第一电源转换电路为AC/DC转换电路；所述第二电源转换电路为AC/DC转换电路和DC/DC转换电路。

6.根据权利要求1所述的驱动电源电路，其特征在于，所述第一电源转换电路为DC/DC转换电路；所述第二电源转换电路为DC/DC转换电路。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的驱动电源电路，其特征在于，所述驱动电源电路还包括：滤波电路，所述滤波电路串联在所述母线电源输入端和所述开关之间。