一種回避前沿過沖的電路的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種回避前沿過沖的電路，涉及電子線路控制技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]有功率開關(guān)參與的電子電路越來越廣泛的運(yùn)用于現(xiàn)實(shí)生活，比如開關(guān)電源，電機(jī)驅(qū)動，高頻加熱等。在這些領(lǐng)域中功率開關(guān)管充當(dāng)作實(shí)現(xiàn)功率輸出和調(diào)整功率大小的核心部件，然而它又是易損部件，如果系統(tǒng)電路沒有保護(hù)或者保護(hù)電路響應(yīng)較慢，功率開關(guān)管將非常容易損壞，從而影響系統(tǒng)的穩(wěn)定性。
[0003]為了讓功率開關(guān)管得到保護(hù)，工程師們設(shè)計了各種各樣的保護(hù)電路，有的用電流互感器取樣電流信號，但電流互感器主要是運(yùn)用于電流信號為交流信號的場合，比如全橋電路和半橋電路中，如果是單極性電路，那么電流互感器通常用于整流橋之前，其取樣到的信號頻率最快也就是工頻，所以對于單極性的直流信號，用電流互感器做的保護(hù)電路很難實(shí)現(xiàn)讓工作頻率超過工頻的功率開關(guān)管在其實(shí)際工作的每個周期都能得到檢測保護(hù)，另夕卜，電流互感器做取樣的成本通常比用采樣電阻做的取樣成本高。而事實(shí)上，當(dāng)開關(guān)管打開時，通過感性負(fù)載的功率電流理論上是一個三角波，如果用取樣電阻去取樣電流，根據(jù)歐姆定律，取樣電阻上的電壓將是嚴(yán)格和電流成正比的三角波，其峰值出現(xiàn)在開關(guān)管關(guān)斷的瞬間，這一特點(diǎn)使得設(shè)計師們很容實(shí)現(xiàn)對流過開關(guān)管的電流峰值的控制，然而實(shí)際上，由于一些寄生電容和緩沖電路等帶來的電容特性，使得流過開關(guān)管的電流信號并不是理想的三角波，而在理想的三角波的前沿會出現(xiàn)一個過沖，又由于功率負(fù)載要求功率回路阻抗不能大，加上考慮采樣電阻的發(fā)熱問題，所以采樣電阻一般取值都很小，根據(jù)歐姆定律可之，該電阻取樣后的電壓信號也很小，而半導(dǎo)體元件又有一個導(dǎo)通電壓，這給處理帶有前沿過沖電流取樣信號帶來了難度，如果讓保護(hù)電路對電流取樣信號進(jìn)行直接判斷，那么保護(hù)電路往往會將電流取樣波形的這個短暫的過沖信號誤判成流過功率開關(guān)管的由功率負(fù)載產(chǎn)生的有效的電流峰值，這樣一來，保護(hù)電路會對功率開關(guān)管做出錯誤的關(guān)斷保護(hù)，因此很多采用采樣電阻取樣電流波形來做保護(hù)的電路，通常是將整個信號平滑濾波后取平均值進(jìn)行保護(hù)判斷，這樣一來，保護(hù)電路的響應(yīng)速度就不能跟上功率開關(guān)管工作的每一個周期，這樣的保護(hù)電路的性能又遠(yuǎn)遠(yuǎn)趕不上能做到對功率開關(guān)管的每一個周期都能實(shí)現(xiàn)監(jiān)視保護(hù)的保護(hù)電路，而保護(hù)電路的性能直接影響整個系統(tǒng)的性能。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提供一種回避前沿過沖的電路，能克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，能讓保護(hù)電路精確的回避取樣電流信號中的前沿過沖信號。
[0005]本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的:一種回避前沿過沖的電路，它包括:
[0006]功率負(fù)載或功率傳輸負(fù)載，一端連接可提供功率能量的電源；
[0007]功率開關(guān)管Q2，在工作過程中所產(chǎn)生的電流信號是帶有前沿過沖的電流取樣信號，功率開關(guān)管Q2除控制端外的兩端中，其中一端連接功率負(fù)載或功率傳輸負(fù)載，另一端連接著功率負(fù)載或功率傳輸負(fù)載的電流信號取樣支路，電流信號取樣支路用于產(chǎn)生功率負(fù)載或功率傳輸負(fù)載的電流取樣信號，該電流取樣信號往往帶有前沿過沖，電流取樣信號支路中設(shè)置有取樣電阻R3，取樣電阻R3的一端接開關(guān)管Q2，另一端接地，功率開關(guān)管Q2的控制極連接有一個支路，該支路用于產(chǎn)生或傳輸功率開關(guān)管Q2的驅(qū)動控制信號；
[0008]RC時常電路，RC時常電路的一端與功率開關(guān)管Q2的驅(qū)動控制信號所在支路連接，另一端連接著過沖信號屏蔽開關(guān)管Ql的控制腳所在支路；
[0009]時?？刂萍靶阅軆?yōu)化電阻R2，與RC時常電路配合控制過沖信號屏蔽開關(guān)管Ql的控制信號，其一端接過沖信號屏蔽開關(guān)管Ql的控制腳所在支路，另一端接地；
[0010]過沖信號屏蔽開關(guān)管Q1，用于屏蔽功率開關(guān)管Q2所產(chǎn)生的電流取樣信號的前沿過沖，Ql的控制腳所在支路接RC時常電路，Ql的開關(guān)腳一端接系統(tǒng)保護(hù)電路，另一端接向地；
[0011]系統(tǒng)保護(hù)電路，用來控制功率開關(guān)管Ql的驅(qū)動控制信號輸出，它能配和過沖信號屏蔽開關(guān)管Ql送來的控制信號協(xié)調(diào)工作，分別與功率開關(guān)管Q2的驅(qū)動控制信號所在支路、電流取樣信號所在支路以及Ql的開關(guān)腳連接。
[0012]它還包括性能優(yōu)化放電二極管D1，一端接在RC時常電路上，另一端接地。
[0013]所述的RC時常電路由電阻Rl和電容Cl串聯(lián)而成，同時，電阻Rl和電容Cl的位置是可互換的。
[0014]所述的過沖信號屏蔽開關(guān)管Ql可采用NPN三極管或場效應(yīng)管以及可采用相同使用方式的其他開關(guān)管。
[0015]所述的功率開關(guān)管Q2可采用NPN三極管、場效應(yīng)管、IGBT管或可采用相同使用方式的其他開關(guān)管。
[0016]本發(fā)明的有益效果在于:回避了開關(guān)管Q2所產(chǎn)生的被檢測信號所帶有的前沿過沖，實(shí)現(xiàn)了將保護(hù)電路做到對功率開關(guān)管實(shí)現(xiàn)每個工作周期都能監(jiān)視保護(hù)，而且對所有由高低電平控制開關(guān)管開關(guān)而產(chǎn)生的帶有前沿過沖的信號都實(shí)用，具有實(shí)用性強(qiáng)，電路結(jié)構(gòu)簡單，調(diào)試方便，制作成本低的特點(diǎn)。
【附圖說明】
[0017]圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)圖；
[0018]圖2為本發(fā)明功率開關(guān)管驅(qū)動波形和在該驅(qū)動波形下理想的功率負(fù)載電流取樣信號波形圖；
[0019]圖3為本發(fā)明功率開關(guān)管驅(qū)動波形和在該驅(qū)動波形下實(shí)際的功率負(fù)載電流取樣信號波形圖。
[0020]其中，1-功率負(fù)載或功率傳輸負(fù)載，2-驅(qū)動控制信號所在支路，3-RC時常電路，4-系統(tǒng)保護(hù)電路，5-電流取樣信號所在支路。
【具體實(shí)施方式】
[0021]下面結(jié)合附圖進(jìn)一步描述本發(fā)明的技術(shù)方案，但要求保護(hù)的范圍并不局限于所述。
[0022]如圖1，一種回避前沿過沖的電路，它包括:
[0023]功率負(fù)載或功率傳輸負(fù)載1，一端連接可提供功率能量的電源；
[0024]功率開關(guān)管Q2，在工作過程中所產(chǎn)生的電流信號是帶有前沿過沖的電流取樣信號，功率開關(guān)管Q2除控制端外的兩端中，功率開關(guān)管Q2的輸入端連接功率負(fù)載或功率傳輸負(fù)載，功率開關(guān)管Q2的輸出端連接著功率負(fù)載或功率傳輸負(fù)載的電流信號取樣支路，電流信號取樣支路用于產(chǎn)生功率負(fù)載或功率傳輸負(fù)載的電流取樣信號，該電流取樣信號往往帶有前沿過沖，電流取樣信號支路中設(shè)置有取樣電阻R3，取樣電阻R3的一端接開關(guān)管Q2，另一端接地，功率開關(guān)管Q2的控制極連接有一個支路，該支路用于產(chǎn)生或傳輸功率開關(guān)管Q2的驅(qū)動控制信號，其中，取樣電阻R3主要用來取樣通過功率開關(guān)管Q2的功率負(fù)載或功率傳輸負(fù)載I的電流，其功能是將電流信號通轉(zhuǎn)化為電壓信號，送往系統(tǒng)保護(hù)電路4，讓所述系統(tǒng)保護(hù)電路4作出判斷，確定是否須對所述功率關(guān)管Q2立即作出關(guān)斷保護(hù)；
[0025]RC時常電路3，RC時常電路3的一端與功率開關(guān)管Q2的驅(qū)動控制信號所在支路2連接，另一端連接著過沖信號屏蔽開關(guān)管Ql的控制腳所在支路；
[0026]時?？刂萍靶阅軆?yōu)化電阻R2，與RC時常電路3配合控制過沖信號屏蔽開關(guān)管Ql的控制信號，其一端接過沖信號屏蔽開關(guān)管Ql的控制腳所在支路，另一端接地；
[0027]過沖信號屏蔽開關(guān)管Q1，用于屏蔽功率開關(guān)管Q2所產(chǎn)生的電流取樣信號的前沿過沖，Ql的控制腳所在支路接RC時常電路3，Ql的開關(guān)腳一端接系統(tǒng)保護(hù)電路4，另一端接向地；
[0028]系統(tǒng)保護(hù)電路4，用來控制功率開關(guān)管Ql的驅(qū)動控制信號輸出，它能配和過沖信號屏蔽開關(guān)管Ql送來的控制信號協(xié)調(diào)工作，分別與功率開關(guān)管Q2的驅(qū)動控制信號所在支路2、電流取樣信號所在支路5以及Ql的開關(guān)腳連接。
[0029]它還包括性能優(yōu)化放電二極管D1，一端接在RC時常電路3上，另一端接地。
[0030]所述的RC時常電路3由電阻Rl和電容Cl串聯(lián)而成，同時，電阻Rl和電容Cl的位置是可互換的。
[0031]所述的過沖信號屏蔽開關(guān)管Ql可采用NPN三極管或場效應(yīng)管以及可采用相同使用方式的其他開關(guān)管。
[0032]所述的功率開關(guān)管Q2可采用NPN三極管、場效應(yīng)管、IGBT管或可采用相同使用方式的其他開關(guān)管。
[0033]所述功率負(fù)載或功率傳輸負(fù)載I多為感性負(fù)載，比如用于