一种保护电路及装置
技术领域
本实用新型属于电子技术领域,尤其涉及一种保护电路及装置。
背景技术
桥式电路的输出特点为两路控制信号必须是轮流导通,中间还有几十纳秒的间隔时间(俗称死区时间),如果受干扰信号的影响,两路控制信号同时产生高电平时,同一相上下两个桥臂同时输入高电平造成短路,则会造成被驱动的功率器件(通常是MOS管或IGBT管)产生短路,损坏功率器件。
因此,传统的技术方案中存在两路控制信号同时产生高电平时,造成被驱动的功率器件产生短路,损坏功率器件的问题。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种保护电路及装置,旨在解决传统的技术方案中存在的两路控制信号同时产生高电平时,造成被驱动的功率器件产生短路,损坏功率器件的问题。
一种保护电路,连接于驱动电路和桥式电路之间,所述保护电路包括:
与所述驱动电路连接,用于根据所述驱动电路输出的第一电平的第一控制信号和第三电平的第二控制信号生成保护信号的逻辑运算模块;
与所述逻辑运算模块连接,用于根据所述保护信号关断使能信号的第一开关模块;
所述驱动电路还用于根据所述使能信号的断开停止工作;
与所述逻辑运算模块连接,用于根据所述保护信号关断所述第一控制信号的第二开关模块;
与所述逻辑运算模块连接,用于根据所述保护信号关断所述第一控制信号的第三开关模块;
所述桥式电路用于根据所述第一控制信号和所述第二控制信号的断开停止工作。
在其中一个实施例中,所述逻辑运算模块包括与门芯片、第一电阻以及第一二极管;
所述与门芯片的第一输入端为所述逻辑运算模块的第一控制信号输入端,所述与门芯片的第二输入端为所述逻辑运算模块的第二控制信号输入端,所述与门芯片的输出端为所述逻辑运算模块的保护信号输出端,所述与门芯片的输出端连接所述第一二极管的正极,所述第一二极管的负极连接所述第一开关模块、所述第二开关模块以及所述第三开关模块,所述与门芯片的电源端连接供电电源,所述与门芯片的电源端通过所述第一电阻连接所述第一二极管的正极。
在其中一个实施例中,所述第一开关模块包括第一三极管、第二二极管以及第一电容;
所述第一三极管的基极为所述第一开关模块的保护信号输入端,所述第一三极管的集电极为所述第一开关模块的使能信号输入端,所述第一三极管的发射极接地,所述第二二极管的负极连接所述第一三极管的基极,所述第二二极管的正极通过所述第一电容接地。
在其中一个实施例中,所述第二开关模块包括第二三极管;
所述第二三极管的基极为所述第二开关模块的保护信号输入端,所述第二三极管的集电极为所述第二开关模块的第一控制信号输入端,所述第二三极管的发射极接地。
在其中一个实施例中,所述第三开关模块包括第三三极管;
所述第三三极管的基极为所述第三开关模块的保护信号输入端,所述第三三极管的集电极为所述第三开关模块的第二控制信号输入端,所述第三三极管的发射极接地。
在其中一个实施例中,还包括:
与所述桥式电路连接,用于根据所述桥式电路的输入电压生成采样电压的采样模块;
所述驱动电路还用于根据所述采样电压生成所述第一控制信号和所述第二控制信号。
在其中一个实施例中,所述采样模块包括:第二电阻、第三电阻、第二电容以及第三电容;
所述第二电阻和所述第三电阻串联于所述采样模块的输入电压输入端和地之间,所述第二电阻和所述第三电阻的公共连接端为所述采样模块的采样电压输出端,所述第二电阻和所述第三电阻的公共连接端通过所述第二电容接地,所述第三电容连接于所述采样模块的输入电压输入端和地之间。
此外,还提供了一种保护装置,连接于驱动电路和桥式电路之间,所述保护装置包括:上述的保护电路。
上述的保护电路,通过逻辑运算模块对驱动电路输出的第一控制信号和第二控制信号进行逻辑运算,当并根据第一控制信号和第二控制信号生成保护信号,当第一控制信号和第二控制信号同时为高电平时,通过保护信号控制第一开关模块关断驱动电路的使能信号,使驱动电路停止工作,同时,通过保护信号控制第二开关模块和第三开关模块分别关断第一控制信号和第二控制信号,使桥式电路停止工作,防止第一控制信号和第二控制信号同时为高电平时,桥式电路的功率器件短路,导致功率器件被烧毁。
附图说明
图1为本实用新型实施例提供的保护电路的模块结构示意图;
图2为图1所示的保护电路中逻辑运算模块的示例电路原理图;
图3为图1所示的保护电路中第一开关模块的示例电路原理图;
图4为图1所示的保护电路中第二开关模块和第三开关模块的示例电路原理图;
图5为图1所示的保护电路中采样模块的示例电路原理图。
具体实施方式
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。同时,在本实用新型的描述中,术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述,而不能理解为指示或暗示相对重要性。
应当理解,当在本说明书和所附权利要求书中使用时,术语“包括”指示所描述特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件的存在,但并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或其集合的存在或添加。
还应当理解,在此本申请说明书中所使用的术语仅仅是出于描述特定实施例的目的而并不意在限制本申请。如在本申请说明书和所附权利要求书中所使用的那样,除非上下文清楚地指明其它情况,否则单数形式的“一”、“一个”及“该”意在包括复数形式。
还应当进一步理解,在本申请说明书和所附权利要求书中使用的术语“和/或”是指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合,并且包括这些组合。
为了说明本申请上述的技术方案,下面通过具体实施例来进行说明。
图1为本实用新型实施例提供的一种保护电路1的模块结构示意图,如图1所示,本实用新型提供的保护电路1,连接于驱动电路2和桥式电路3之间,该保护电路1包括:逻辑运算模块10、第一开关模块20、第二开关模块30以及第三开关模块40。其中,逻辑运算模块10与驱动电路2连接,用于根据驱动电路2输出的第一电平的第一控制信号CT1和第三电平的第二控制信号CT2生成保护信号P1;第一开关模块20与逻辑运算模块10连接,用于根据保护信号P1关断使能信号EN;驱动电路2还用于根据使能信号EN的断开停止工作;第二开关模块30与逻辑运算模块10连接,用于根据保护信号P1关断第一控制信号CT1;第三开关模块40与逻辑运算模块10连接,用于根据保护信号P1关断第一控制信号CT1;桥式电路用于根据第一控制信号CT1和第二控制信号CT2的断开停止工作。其中,第一控制信号CT1可以为第一电平或第二电平,第二控制信号CT2可以为第三电平或第四电平,第一电平和第三电平可以为高电平,第二电平和第四电平为低电平。
在本实施例中,通过逻辑运算模块10对驱动电路2输出的第一控制信号CT1和第二控制信号CT2进行逻辑运算,当并根据第一电平的第一控制信号CT1和第三电平的第二控制信号CT2生成保护信号P1,例如,当第一电平和第三电平为高电平时,生成保护信号P1(高电平),通过保护信号P1控制第一开关模块20关断驱动电路2的使能信号EN,使驱动电路2停止工作,同时,通过保护信号P1控制第二开关模块30和第三开关模块40分别关断第一控制信号CT1和第二控制信号CT2,使桥式电路3停止工作,防止第一控制信号CT1和第二控制信号CT2同时为高电平时,桥式电路3的功率器件短路,导致功率器件被烧毁。
如图2所示,在其中一个实施例中,逻辑运算模块10包括与门芯片U1、第一电阻R1以及第一二极管D1;与门芯片U1的第一输入端为逻辑运算模块10的第一控制信号CT1输入端,与门芯片U1的第二输入端为逻辑运算模块10的第二控制信号CT2输入端,与门芯片U1的输出端为逻辑运算模块10的保护信号P1输出端,与门芯片U1的输出端连接第一二极管D1的正极,第一二极管D1的负极连接第一开关模块20、第二开关模块30以及第三开关模块40,与门芯片U1的电源端连接供电电源,与门芯片U1的电源端通过第一电阻R1连接第一二极管D1的正极。具体来说,第一控制信号CT1和第二控制信号CT2均为脉冲宽度调制信号,桥式电路3在正常工作时,第一控制信号CT1和第二控制信号CT2分别为高电平的脉冲宽度调制信号和低电平的脉冲宽度调制信号,控制桥式电路3中的功率器件交替导通,即在正常情况下,在同一时刻的第一控制信号CT1和第二控制信号CT2中,其中一个为高电平信号,另一个为低电平信号,此时逻辑运算模块10停止生成保护信号P1,第一开关模块20、第二开关模块30以及第三开关模块40分别导通第一控制信号CT1和第二控制信号CT2。当由于故障导致第一控制信号CT1和第二控制信号CT2同时为高电平时,此时逻辑运算模块10生成保护信号P1,第一开关模块20关断驱动电路2的使能信号EN,使驱动电路2停止工作。
如图3所示,在其中一个实施例中,第一开关模块20包括第一三极管Q1、第二二极管D2以及第一电容C1;第一三极管Q1的基极为第一开关模块20的保护信号P1输入端,第一三极管Q1的集电极连接为第一开关模块20的使能信号EN输入端,第一三极管Q1的发射极接地,第二二极管D2的负极连接第一三极管Q1的基极,第二二极管D2的正极通过第一电容C1接地。
如图4所示,在其中一个实施例中,第二开关模块30包括第二三极管Q2;第二三极管Q2的基极为第二开关模块30的保护信号P1输入端,第二三极管Q2的集电极为第二开关模块30的第一控制信号CT1输入端,第二三极管Q2的发射极接地。
在其中一个实施例中,第三开关模块40包括第三三极管Q3;第三三极管Q3的基极为第三开关模块40的保护信号P1输入端,第三三极管Q3的集电极为第三开关模块40的第二控制信号CT2输入端,第三三极管Q3的发射极接地。
如图4所示,在其中一个实施例中,保护电路1还包括:与桥式电路3连接,用于根据桥式电路3的输入电压生成采样电压的采样模块;驱动电路2还用于根据采样电压生成第一控制信号CT1和第二控制信号CT2。
如图5所示,在其中一个实施例中,采样模块包括:第二电阻R2、第三电阻R3、第二电容C2以及第三电容C3;第二电阻R2和第三电阻R3串联于采样模块的输入电压输入端和地之间,第二电阻R2和第三电阻R3的公共连接端为采样模块的采样电压输出端,第二电阻R2和第三电阻R3的公共连接端通过第二电容C2接地,第三电容C3连接于所述采样模块的输入电压输入端和地之间。
以下结合工作原理对图2至图4进行进一步说明。
正常工作模式下,使能信号EN为高电平,驱动电路2正常工作,在前半周期时,生成高电平的第一控制信号CT1和低电平的第二控制信号CT2,此时与门芯片U1对高电平的第一控制信号CT1和低电平的第二控制信号CT2进行与逻辑运算,停止生成保护信号P1,第一三极管Q1的基极为低电平,第一三极管Q1关断,驱动电路2的使能端接收高电平的使能信号EN,保持生成高电平的第一控制信号CT1和低电平的第二控制信号CT2,同时,第二三极管Q2的基极为低电平,第二三极管Q2关断,桥式电路3的第一控制端接入高电平的第一控制信号CT1,第三三极管Q3的基极为低电平,第三三极管Q3关断,桥式电路3的第二控制端接入低电平的第二控制信号CT2,桥式电路3正常工作输出所需的电压。
在后半周期时,驱动电路2生成低电平的第一控制信号CT1和高电平的第二控制信号CT2,此时与门芯片U1对低电平的第一控制信号CT1和高电平的第二控制信号CT2进行与逻辑运算,停止生成保护信号P1,第一三极管Q1的基极为低电平,第一三极管Q1关断,驱动电路2的使能端接收高电平的使能信号EN,保持生成低电平的第一控制信号CT1和高电平的第二控制信号CT2,同时,第二三极管Q2的基极为低电平,第二三极管Q2关断,桥式电路3的第一控制端接入低电平的第一控制信号CT1,第三三极管Q3的基极为低电平,第三三极管Q3关断,桥式电路3的第二控制端接入高电平的第二控制信号CT2,桥式电路3正常工作输出所需的电压。
当第一控制信号CT1和第二控制信号CT2均为高电平时,与门芯片U1对第一控制信号CT1和第二控制信号CT2的运算结果为高电平,即与门芯片U1生成保护信号P1(高电平),此时,第一三极管Q1的基极为高电平,第一三极管Q1导通,驱动电路2的使能端通过第一三极管Q1接地,关断使能信号EN,驱动电路2的使能端为低电平,驱动电路2停止输出第一控制信号CT1和第二控制信号CT2。同时,第二三极管Q2的基极为高电平,第二三极管Q2导通,桥式电路3的第一控制端通过第二三极管Q2接地,关断第一控制信号CT1,第三三极管Q3的基极为高电平,第三三极管Q3导通,桥式电路3的第二控制端通过第三三极管Q3接地,关断第二控制信号CT2,桥式电路3中的所有功率器件均关断,桥式电路3停止工作,从而防止第一控制信号CT1和第二控制信号CT2同时为高电平时,桥式电路3的功率器件短路,导致功率器件被烧毁。
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、等同替换和改进等,均应包含在本实用新型的保护范围之内。