一種過流保護(hù)電路、驅(qū)動電路及電設(shè)備的制造方法
【專利摘要】一種過流保護(hù)電路、驅(qū)動電路及電設(shè)備，過流保護(hù)電路與被保護(hù)電路連接，所述被保護(hù)電路包括開關(guān)管，其中所述開關(guān)管的輸入端接在所述被保護(hù)電路的高電勢節(jié)點(diǎn)上，所述開關(guān)管的輸出端接在所述被保護(hù)電路的低電勢節(jié)點(diǎn)上，所述過流保護(hù)電路包括微控制器、過流保護(hù)單元、第一電阻和第二電阻，所述第一電阻的第一端接所述微控制器的輸出端，所述第一電阻的第二端接所述開關(guān)管的控制端；如此，在功率開關(guān)器件出現(xiàn)電流過流時能作出保護(hù)，關(guān)閉關(guān)器件及鎖存該保護(hù)狀態(tài)，防止關(guān)器件出現(xiàn)多次連續(xù)過流沖擊而造成關(guān)器件出現(xiàn)閂鎖效應(yīng)及壽命縮短，其電路簡單可靠，成本低。
【專利說明】
一種過流保護(hù)電路、驅(qū)動電路及電設(shè)備
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型涉及用電保護(hù)領(lǐng)域，特別是涉及一種過流保護(hù)電路、驅(qū)動電路及電設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0002]目前的功率器件的過流保護(hù)電路應(yīng)用中，通常用在檢測母線上的電流來判斷是否過流，當(dāng)母線電流過流時，保護(hù)電路會輸出信號將開關(guān)管關(guān)閉，當(dāng)開關(guān)管的電流小于保護(hù)值時保護(hù)電路會停止輸出保護(hù)信號，開關(guān)管會繼續(xù)導(dǎo)通甚至再次出現(xiàn)電流過流，這樣開關(guān)管出現(xiàn)多次連續(xù)過流沖擊而造成開關(guān)管出現(xiàn)閂鎖效應(yīng)及壽命縮短。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0003]本實(shí)用新型目的在于提供一種過流保護(hù)電路，旨在解決過流保護(hù)電路中開關(guān)管出現(xiàn)閂鎖效應(yīng)及壽命縮短的問題。
[0004]本實(shí)用新型提供了一種過流保護(hù)電路，與被保護(hù)電路連接，所述被保護(hù)電路包括開關(guān)管，其中所述開關(guān)管的輸入端接在所述被保護(hù)電路的高電勢節(jié)點(diǎn)上，所述開關(guān)管的輸出端接在所述被保護(hù)電路的低電勢節(jié)點(diǎn)上，
[0005]所述過流保護(hù)電路包括微控制器、過流保護(hù)單元、第一電阻和第二電阻，所述第一電阻的第一端接所述微控制器的輸出端，所述第一電阻的第二端接所述開關(guān)管的控制端；
[0006]所述過流保護(hù)單元包括:
[0007]接在所述被保護(hù)電路的低電勢節(jié)點(diǎn)，并通過所述第二電阻接地的輸入端；
[0008]接所述第一電阻的第二端，用于在所述開關(guān)管過流時，輸出控制電平控制所述開關(guān)管關(guān)閉，并鎖存直至所述微控制器的輸出端復(fù)位的輸出端；
[0009]接所述微控制器的輸入端，用于輸出保護(hù)電平使所述微控制器的輸出端復(fù)位的保護(hù)信號輸出端；
[0010]接所述微控制器的輸出端，用于接收信號使所述過流保護(hù)單元的輸出端停止輸出所述控制電平的復(fù)位端。具體地，所述過流保護(hù)單元包括比較單元、第三電阻、第四電阻、第五電阻、第六電阻、第七電阻、第一二極管、第二二極管及第三二極管，其中:
[0011]所述比較單元的正相輸入端通過所述第三電阻接工作電源，并通過第四電阻接地;所述比較單元的反相輸入端接所述第五電阻的第一端和所述第六電阻的第一端，所述第五電阻的第二端作為所述過流保護(hù)單元的輸入端接所述開關(guān)管的輸出端，所述第六電阻的第二端作為所述過流保護(hù)單元的復(fù)位端接所述微控制器的輸出端，所述第七電阻一端接所述工作電源，另一端所述第三二極管的陽極；
[0012]所述第一二極管、第二二極管及第三二極管的陰極均與所述比較單元的輸出端連接，所述第一二極管的陽極接所述比較單元的正相輸入端，所述第二二極管的作為所述過流保護(hù)單元的輸出端接所述第一電阻的第二端，所述第三二極管的陽極作為所述過流保護(hù)單元的保護(hù)信號輸出端接所述微控制器的輸入端。
[0013]優(yōu)選地，所述比較單元為比較器。
[0014]進(jìn)一步地，所述開關(guān)管為三極管、M0S管或IGBT管。
[0015]進(jìn)一步地，所述微控制器為NE555芯片。
[0016]本實(shí)用新型還提供了一種驅(qū)動電路，與負(fù)載連接，包括上述的過流保護(hù)電路，所述驅(qū)動電路還包括:
[0017]電感器，一端接電源正極，另一端接所述開關(guān)管的輸入端以及一整流二極管的陽極;所述整流二極管的陰極接所述負(fù)載的正輸入端；
[0018]所述開關(guān)管的輸入端通過所述第二電阻接電源負(fù)極。
[0019]進(jìn)一步地，所述驅(qū)動電路還包括整流器，所述整流器的兩個輸入端接交流電源，正輸出端和負(fù)輸出端分別作為所述電源正極和電源負(fù)極。
[0020]本實(shí)用新型還提供了一種電設(shè)備，包括上述的驅(qū)動電路。
[0021]上述的過流保護(hù)電路當(dāng)流過所述開關(guān)管上的電流過流時，過流保護(hù)單元的輸出端將輸出控制電平控制所述開關(guān)管關(guān)閉并鎖存，并輸出保護(hù)電平到所述微控制器使微控制器的輸出端復(fù)位，復(fù)位后微控制器重新輸出開關(guān)管的驅(qū)動信號至過流保護(hù)單元的復(fù)位端使過流保護(hù)單元的輸出端停止輸出所述控制電平，如此，在IGBT等功率開關(guān)器件出現(xiàn)電流過流時能作出保護(hù)，關(guān)閉IGBT及鎖存該保護(hù)狀態(tài)，防止IGBT出現(xiàn)多次連續(xù)過流沖擊而造成IGBT出現(xiàn)閂鎖效應(yīng)及壽命縮短，其電路簡單可靠，成本低。
【附圖說明】
[0022]圖1為本實(shí)用新型較佳實(shí)施例中過流保護(hù)電路的模塊示意圖；
[0023]圖2為圖1所示過流保護(hù)電路應(yīng)用于驅(qū)動電路的電路原理圖。
【具體實(shí)施方式】
[0024]為了使本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題、技術(shù)方案及有益效果更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對本實(shí)用新型進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本實(shí)用新型，并不用于限定本實(shí)用新型。
[0025]請參閱圖1及圖2，本實(shí)用新型較佳實(shí)施例中過流保護(hù)電路100與被保護(hù)電路200連接，所述被保護(hù)電路200包括開關(guān)管201，其中所述開關(guān)管201的輸入端接在所述被保護(hù)電路200的高電勢節(jié)點(diǎn)A上，所述開關(guān)管201的輸出端接在所述被保護(hù)電路200的低電勢節(jié)點(diǎn)B上。
[0026]所述過流保護(hù)電路100包括微控制器110、過流保護(hù)單元120、第一電阻Rl和第二電阻R2，所述第一電阻Rl的第一端接所述微控制器110的輸出端，所述第一電阻Rl的第二端接所述開關(guān)管201的控制端，微控制器110的輸出端用于輸出開關(guān)管驅(qū)動信號Vigbt控制開關(guān)管201開閉。
[0027]所述過流保護(hù)單元120包括:輸入端121、輸出端122、保護(hù)信號輸出端123和復(fù)位端124。
[0028]輸入端121接在所述被保護(hù)電路200的低電勢節(jié)點(diǎn)B，并通過所述第二電阻R2接地的，用于接入流過所述開關(guān)管201的電流I;輸出端122接所述第一電阻Rl的第二端，用于在所述開關(guān)管201過流時，輸出控制電平控制所述開關(guān)管201關(guān)閉，并鎖存直至所述微控制器110的輸出端復(fù)位;保護(hù)信號輸出端123接所述微控制器110的輸入端，用于輸出保護(hù)電平使所述微控制器110的輸出端復(fù)位;復(fù)位端124接所述微控制器110的輸出端，用于接收開關(guān)管驅(qū)動信號Vigbt使所述過流保護(hù)單元120的輸出端停止輸出所述控制電平。
[0029]進(jìn)一步地，過流保護(hù)電路100還可以包括開關(guān)驅(qū)動模塊150，開關(guān)驅(qū)動模塊150的輸入端接所述第一電阻Rl的第二端，開關(guān)驅(qū)動模塊150的輸出端接所述開關(guān)管201的控制端。
[0030]具體地，所述過流保護(hù)單元120包括比較單元ICl、第三電阻R3、第四電阻R4、第五電阻R5、第六電阻R6、第七電阻R7、第一二極管Dl、第二二極管D2及第三二極管D3。
[0031]所述比較單元ICl的正相輸入端通過所述第三電阻R3接工作電源VCC，并通過第四電阻R4接地;所述比較單元ICl的反相輸入端接所述第五電阻R5的第一端和所述第六電阻R6的第一端，所述第五電阻R5的第二端作為所述過流保護(hù)單元120的輸入端121接所述開關(guān)管201的輸出端，所述第六電阻R6的第二端作為所述過流保護(hù)單元120的復(fù)位端124接所述微控制器110的輸出端，所述第七電阻R7—端接所述工作電源VCC，另一端所述第三二極管D3的陽極。
[0032]所述第一二極管D1、第二二極管D2及第三二極管D3的陰極均與所述比較單元ICl的輸出端連接，所述第一二極管Dl的陽極接所述比較單元ICl的正相輸入端，所述第二二極管D2的作為所述過流保護(hù)單元120的輸出端123接所述第一電阻Rl的第二端，所述第三二極管D3的陽極作為所述過流保護(hù)單元120的保護(hù)信號輸出端122接所述微控制器110的輸入端。
[0033]優(yōu)選地，所述比較單元ICl為比較器。所述開關(guān)管201為三極管、MOS管或IGBT管，以IGBT為例，開關(guān)管201的控制端、輸入端、輸出端分別為IGBT的門極、集電極、發(fā)射極。所述微控制器110為NE555芯片，輸入端為芯片的復(fù)位端口，輸出端為芯片的輸出端口。
[0034]過流保護(hù)電路100的工作原理是:
[0035]正常工作時:開關(guān)管驅(qū)動信號Vigbt通過開關(guān)管驅(qū)動模塊150控制開關(guān)管201時，當(dāng)開關(guān)管201的電流I沒達(dá)到保護(hù)值，S卩比較器的反相輸入端電壓V1-〈正相輸入端電壓Vi+，
[0036]Vi+ = VCC*R4/(R3+R4)...........................(I)
[0037]V 1- = (VCC-R2* I) *R5/ (R5+R6) +R2* 1..................(2)
[0038]比較器輸出高電平，第一二極管Dl截止，第二二極管D2截止，第三二極管D3截止，過流保護(hù)電路100工作在正常狀態(tài)；
[0039]工作在保護(hù)及鎖存時:當(dāng)微控制器110輸出端為高電平使得開關(guān)管驅(qū)動電路150的輸入端和輸出端為高電平而開關(guān)管201導(dǎo)通；
[0040]由式(I)、(2)得當(dāng)開關(guān)管201的電流達(dá)到保護(hù)值時(Vi_>Vi+)，
[0041]比較器輸出低電平，第一二極管Dl導(dǎo)通使得Vi+為低電平，由(2)式得此時只要開關(guān)管201電流I多O，V1-—定大于Vi+，即比較器輸出端鎖存在低電平；
[0042]第二二極管D2導(dǎo)通使過流保護(hù)單元120的輸出端124為低電平，使得開關(guān)管驅(qū)動模塊150輸出端輸出低電平關(guān)閉開關(guān)管201從而保護(hù)開關(guān)管201不受電流過流而損壞；
[0043]第三二極管D3導(dǎo)通使過流保護(hù)單元120的保護(hù)信號輸出端123為低電平，通知微控制器110出現(xiàn)開關(guān)管電流過流。
[0044]復(fù)位:當(dāng)開關(guān)管201受到過流保護(hù)單元120過流保護(hù)控制后關(guān)閉，開關(guān)管201的電流I為O;且微控制器110接收到過流保護(hù)單元120的過流保護(hù)信號后輸出端輸出低電平，這時V1-為0，由于第一二極管Dl導(dǎo)通存在導(dǎo)通壓降，所以Vi+>V1-，比較器輸出端輸出高電平，則第一二極管Dl截止，Vi+變回VCC*R4/(R3+R4);第二二極管D2截止，過流保護(hù)單元120輸出端124變?yōu)楦咦锠顟B(tài);第三二極管D3導(dǎo)通，過流保護(hù)單元120的保護(hù)信號輸出端122為高電平，這樣過流保護(hù)單元120復(fù)位正常工作。被保護(hù)電路200也恢復(fù)正常工作。
[0045]本申請中，上述的被保護(hù)電路200為BUCK電路，在其他實(shí)施方式中，被保護(hù)電路可以為Boost電路。
[0046]此外，請結(jié)合圖1和圖2，還提供了一種驅(qū)動電路300，與負(fù)載400連接，驅(qū)動電路300包括過流保護(hù)電路100和電感器LI。電感器LI 一端接電源正極V+，另一端接所述開關(guān)管201的輸入端以及一整流二極管D4的陽極;所述整流二極管D4的陰極接所述負(fù)載400的正輸入端;所述開關(guān)管201的輸入端通過所述第二電阻R2接電源負(fù)極V-。
[0047]進(jìn)一步地，所述驅(qū)動電路300還包括整流器202，所述整流器202的兩個輸入端接交流電源，正輸出端和負(fù)輸出端分別作為所述電源正極V+和電源負(fù)極V-。驅(qū)動電路300為包含過流保護(hù)電路100的升壓驅(qū)動電路。
[0048]本實(shí)用新型還提供了一種電設(shè)備，包括上述的驅(qū)動電路300。
[0049]上述的實(shí)施方式中，當(dāng)流過所述開關(guān)管201上的電流過流時，過流保護(hù)單元120的輸出端將輸出控制電平控制所述開關(guān)管201關(guān)閉并鎖存，并輸出保護(hù)電平到所述微控制器110使微控制器110的輸出端復(fù)位，復(fù)位后微控制器110重新輸出開關(guān)管201的驅(qū)動信號Vigbt至過流保護(hù)單元120的復(fù)位端使過流保護(hù)單元120的輸出端停止輸出所述控制電平，如此，在開關(guān)管等功率開關(guān)器件出現(xiàn)電流過流時能作出保護(hù)，關(guān)閉開關(guān)管及鎖存該保護(hù)狀態(tài)，防止開關(guān)管出現(xiàn)多次連續(xù)過流沖擊而造成開關(guān)管出現(xiàn)閂鎖效應(yīng)及壽命縮短，其電路簡單可靠，成本低。
[0050]以上所述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本實(shí)用新型，凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種過流保護(hù)電路，與被保護(hù)電路連接，所述被保護(hù)電路包括開關(guān)管，其中所述開關(guān)管的輸入端接在所述被保護(hù)電路的高電勢節(jié)點(diǎn)上，所述開關(guān)管的輸出端接在所述被保護(hù)電路的低電勢節(jié)點(diǎn)上，其特征在于； 所述過流保護(hù)電路包括微控制器、過流保護(hù)單元、第一電阻和第二電阻，所述第一電阻的第一端接所述微控制器的輸出端，所述第一電阻的第二端接所述開關(guān)管的控制端； 所述過流保護(hù)單元包括: 接在所述被保護(hù)電路的低電勢節(jié)點(diǎn)，并通過所述第二電阻接地的輸入端； 接所述第一電阻的第二端，用于在所述開關(guān)管過流時，輸出控制電平控制所述開關(guān)管關(guān)閉，并鎖存直至所述微控制器的輸出端復(fù)位的輸出端； 接所述微控制器的輸入端，用于輸出保護(hù)電平使所述微控制器的輸出端復(fù)位的保護(hù)信號輸出端； 接所述微控制器的輸出端，用于接收信號使所述過流保護(hù)單元的輸出端停止輸出所述控制電平的復(fù)位端。2.如權(quán)利要求1所述的過流保護(hù)電路，其特征在于，所述過流保護(hù)單元包括比較單元、第三電阻、第四電阻、第五電阻、第六電阻、第七電阻、第一二極管、第二二極管及第三二極管，其中: 所述比較單元的正相輸入端通過所述第三電阻接工作電源，并通過第四電阻接地;所述比較單元的反相輸入端接所述第五電阻的第一端和所述第六電阻的第一端，所述第五電阻的第二端作為所述過流保護(hù)單元的輸入端接所述開關(guān)管的輸出端，所述第六電阻的第二端作為所述過流保護(hù)單元的復(fù)位端接所述微控制器的輸出端;所述第七電阻一端接所述工作電源，另一端所述第三二極管的陽極； 所述第一二極管、第二二極管及第三二極管的陰極均與所述比較單元的輸出端連接，所述第一二極管的陽極接所述比較單元的正相輸入端，所述第二二極管的作為所述過流保護(hù)單元的輸出端接所述第一電阻的第二端，所述第三二極管的陽極作為所述過流保護(hù)單元的保護(hù)信號輸出端接所述微控制器的輸入端。3.如權(quán)利要求2所述的過流保護(hù)電路，其特征在于，所述比較單元為比較器。4.如權(quán)利要求1所述的過流保護(hù)電路，其特征在于，所述開關(guān)管為三極管、MOS管或IGBT管。5.如權(quán)利要求1所述的過流保護(hù)電路，其特征在于，所述微控制器為NE555芯片。6.—種驅(qū)動電路，與負(fù)載連接，其特征在于，包括權(quán)利要求1至5任一項(xiàng)所述的過流保護(hù)電路，所述驅(qū)動電路還包括: 電感器，一端接電源正極，另一端接所述開關(guān)管的輸入端以及一整流二極管的陽極;所述整流二極管的陰極接所述負(fù)載的正輸入端;所述開關(guān)管的輸入端通過所述第二電阻接電源負(fù)極。7.如權(quán)利要求6所述的驅(qū)動電路，其特征在于，所述驅(qū)動電路還包括整流器，所述整流器的兩個輸入端接交流電源，正輸出端和負(fù)輸出端分別作為所述電源正極和電源負(fù)極。8.一種電設(shè)備，其特征在于，包括權(quán)利要求6所述的驅(qū)動電路。
【文檔編號】H02H3/06GK205565674SQ201620372003
【公開日】2016年9月7日
【申請日】2016年4月28日
【發(fā)明人】梁汝錦
【申請人】廣東美的制冷設(shè)備有限公司, 美的集團(tuán)股份有限公司