快速过欠压检测电路的制作方法

快速过欠压检测电路的制作方法
【专利摘要】本发明涉及快速过欠压检测电路，由三相整流器、高压滤波器、直流逆变器、高频变压器A、整流滤波稳压器、过欠压滤波采样器B、单片机、IGBT部件构成，其三相整流器右侧设置一高压滤波器，高压滤波器右侧设置一直流逆变器，直流逆变器右侧设置一高频变压器A，其高频变压器A右侧输出端设置一整流滤波稳压器、一过欠压采样滤波器B，其整流滤波稳压器上端设置一单片机，单片机的左侧设置一IGBT部件,本发明的有益效果为：结构简单；能够快速的检测过欠压，灵敏度高；可靠性强。
【专利说明】快速过欠压检测电路
【技术领域】
[0001 ] 本发明提供一种用于电路检测中的产生的误差较小的快速过欠压检测电路。
【背景技术】
[0002]开关电源最早起源于上世纪50年代初，美国宇航局以小型化、轻量化、为目标，为搭载火箭开发了开关电源。在近半个多世纪的发展过程中，开关电源因具有体积小、重量轻、效率高、发热量低、性能稳定等优点而逐渐取代传统技术制造的连续工作电源，并广泛应用于电子整机与设备中。
[0003]开关电源含有多种保护电路，其中对主开关电路过、欠压保护是保证电源功率开关管能可靠工作的重要保护措施。当功率开关管工作电压过高时，易产生较高的关断高压尖峰，击穿开关管，当工作电压过低时，由于驱动电压的不足，开关管易进入放大区，因过热而损坏。过欠压保护控制过程如下:三相交流供电电源经全桥整流滤波，为逆变部件提供直流高压，同时采样电路采样交流供电电压，采样的信号与逆变部件的供电电压线性相关，因而通过判别采样信号的大小，控制开关管的工作电压范围，当工作电压过高或过低时，立即关闭开关管，以达到保护逆变部件的目的。目前过欠压保护采样方式有:电阻分压直接取样、光耦隔离取样、工频变压器副边取样、高频变压器副边取样等。
[0004]1.电阻分压直接取样
电阻分压式主要是对交流供电源采取电阻分压直接取样输出隔离控制，这种方式采样精确度高，保护控制效果较好，但采样处理电路与控制电路不共地，电路结构复杂。
[0005]2.光耦隔离取样
光电耦合式主要是从交流供电源经过全桥整流后的直流电压，经阻容衰减后，光耦隔离取样，但由于光耦的传输比受温度影响大，且采样信号是非线性的，因此采样精度差。
[0006]3.工频变压器副边取样
工频变压式即在控制变压器上增一组副边取样绕组，然后峰值检波，比例衰减取样，这种取样方式简单，但由于工频变压器的带宽窄，不能检出高压尖峰，因此对IGBT保护不全面。

【发明内容】

[0007]本发明是为了解决目前目前常用过欠压采样方式存在采样误差大、采样速度慢以及电路复杂的问题，我们采用一种高频变压器副边取样的方式设计了一种快速过欠压检测电路。
[0008]本发明的主要特点在于:由三相整流器、高压滤波器、直流逆变器、高频变压器A、整流滤波稳压器、过欠压滤波采样器B、单片机、IGBT部件构成，其三相整流器右侧设置一高压滤波器，高压滤波器右侧设置一直流逆变器，直流逆变器右侧设置一高频变压器A，其高频变压器A右侧输出端设置一整流滤波稳压器、一过欠压采样滤波器B，其整流滤波稳压器上端设置一单片机，单片机的左侧设置一 IGBT部件。[0009]本发明的主要特点在于:由二极管爲、电容Q、电阻為、电阻為构成，其二极管珥与电阻R1、电容Cl串联，其电容Cl外并联一电阻R2。
[0010]本发明的有益效果为:结构简单；能够快速的检测过欠压，灵敏度高；可靠性强，通过这种过欠压检测方式，可使IGBT部件故障率由原来的10%可减少到1% ;具有很强的抗环境干扰能力。
[0011]【专利附图】

【附图说明】:
下面结合附图与【具体实施方式】对本发明做进一步详细说明
图1为本发明产品结构原理示意图
【具体实施方式】
[0012]下面在【具体实施方式】对本发明作进一步详细说明
参见图1所示，快速过欠压检测电路，由三相整流器、高压滤波器、直流逆变器、高频变压器A、整流滤波稳压器、过欠压滤波采样器B、单片机、IGBT部件构成，其三相整流器右侧设置一高压滤波器，高压滤波器右 侧设置一直流逆变器，直流逆变器右侧设置一高频变压器A，其高频变压器A右侧输出端设置一整流滤波稳压器、一过欠压采样滤波器B，其整流滤波稳压器上端设置一单片机，单片机的左侧设置一 IGBT部件。
[0013]过欠压采样滤波器，由二极管从电容Cj、电阻為电阻鳥构成，其二极管与电阻R1、电容Cl串联，其电容Cl外并联一电阻R2。
[0014]快速过欠压检测电路原理:
供电电源~380V，经过三相整流器，全桥整流为脉动直流，再经过高压滤波器转换为约540V的直流，为IGBT部件及直流逆变器供电。
[0015]直流逆变器通过高频变压器输出两路，一路副绕组N2产生的电压通过整流滤波稳压器为单片机提供电源，另一路副绕组N3提供过欠压采样信号，采样电压经过二极管1\单相半波整流，整流后电压通过电容q和电阻I1进行RC滤波，然后通过电阻&分压取样，输出过欠压检测信号(信号幅度与网压线性对应:1.27V至2.84V对应网压~220V至~495V)，欠压检测信号经过单片机A/D转化为数字信号，单片机逻辑运算比较后，实时输出IGBT部件的控制信号，当网压超出~220V至~495V范围时，单片机输出相应控制信号，迅速关断IGBT，其中信号采样时间τ =片q设计范围0.05ms~0.3ms之间，可以有效地检测出IGBT工作时的关断尖峰。IGBT损坏主要是由于关断尖峰超过了集电极(C)与发射极(E)端的耐压导致击穿，而快速过欠压检测电路能够迅速采样到关断尖峰，并通过单片机输出保护控制信号，关断IGBT。
[0016]本发明的有益效果为:结构简单；能够快速的检测过欠压，灵敏度高；可靠性强，通过这种过欠压检测方式，可使IGBT部件故障率由原来的10%可减少到1% ;具有很强的抗环境干扰能力。
[0017]
主要器件的规格及电路技术指标
(I)器件规格:
①高频变压器匝比:N1/N3=68磁芯材料:铁氧体
②二极管Dl: 1N4148
电流:正常正向电流If:150mA ；
电压:最大重复峰值电压Umax:1OOV ；
最大正向电压Uf:1V时间:反向恢复时间trr:4ns功率:最大功耗Ptot:500mW
③电阻馬
阻值L 5ΚΩ?4.5ΚΩ
④电容G
容值 0.047uF ?0.15uF
⑤电阻馬
阻值IK Ω?2K Ω
(2)电路技术指标:
①输入信号范围:直流OV?1200V
②输出信号范围:直流OV?4.2V
③采样尖峰上升沿时间:0.072ms?0.675ms
④米样尖峰下降沿时间:0.047ms?0.30ms
⑤频率范围:0?132kHz。
【权利要求】
1.快速过欠压检测电路，其特征在于:由三相整流器、高压滤波器、直流逆变器、高频变压器A、整流滤波稳压器、过欠压滤波采样器B、单片机、IGBT部件构成，其三相整流器右侧设置一高压滤波器，高压滤波器右侧设置一直流逆变器，直流逆变器右侧设置一高频变压器A，其高频变压器A右侧输出端设置一整流滤波稳压器、一过欠压采样滤波器B，其整流滤波稳压器上端设置一单片机，单片机的左侧设置一 IGBT部件。
2.根据权利要求1所述的过欠压采样滤波器，其特征在于:由二极管A、电容1Q、电阻!里、电阻I2构成，其二极管1\与电阻Ru电容Ci串联，其电容Ci外并联一电阻R 2。
【文档编号】G01R19/25GK103825250SQ201310072233
【公开日】2014年5月28日 申请日期:2013年3月7日 优先权日:2013年3月7日
【发明者】袁忠杰, 肖春, 尹文龙 申请人:安徽易特流焊割发展有限公司