专利名称：一种自锁型故障保护电路的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及电力电子产品的故障保护技术领域，尤其涉及一种自锁型故障保护电路。
背景技术：
现有的脉宽调制(Pulse Width Modulation,简称PWM)变流器、功率因数补偿电源(PFC)、变频器等各种整流和逆变电源中，可靠的故障保护功能对整个电源系统的安全运行十分重要。以功率因数补偿电源为例，故障保护主要包括输入交流过欠压保护、输出母线过压保护，输入过流保护等。现有的故障保护方法主要分为两大类的保护软件保护和硬件保护。软件保护由于其简单灵活，是大多数数字控制电源都拥有的功能；现有的硬件保护主要由以下两种1.由运算放大器和比较器及相应外围电路搭建而成；2.由复杂可编程逻辑器件(Complex Programmable Logic Device,简称 CPLD)等可编程逻辑器件实现。然而，在现有的故障保护电路的设计过程中，设计人员发现现有技术存在如下问题1.软件保护虽然灵活简单，但其响应较慢，不能及时对突发故障进行保护，所以必须配合硬件保护才能保证系统的安全运行。2.现有的由运算放大器和比较器搭建而成的故障保护电路具有以下缺点(I)电路设计的器件较多，电路制作较复杂；(2)在发生故障时，比较器动作后不能锁定故障信息，在故障结束后会将故障信息自动清除故障信息，这样会造成控制器不能完全读取故障信息；(3)这种故障保护电路一般将故障信号传入控制器的故障保护端口，使在发生故障时控制器关闭PWM输出。但是如果此时控制器的故障保护功能失效，系统便不能有效进行故障保护；3.由CPLD等可编程逻辑器件实现故障保护功能的缺点是可编程逻辑器件成本较闻。由于现有的由模拟电路搭建而成的故障保护电路，是以数字控制芯片(如单片机、DSP等)故障保护功能为依托，在数字控制芯片失效后，故障保护功能也随之失效；虽然现在可以由可编程逻辑器件虽可实现上述功能，但成本较高。
实用新型内容本实用新型的实施例提供一种自锁型故障保护电路。为达到上述目的，本实用新型的实施例采用如下技术方案本实用新型提供的一种自锁型故障保护电路，该电路包括脉宽调制控制器，驱动故障保护子电路，数字控制芯片故障保护子电路；[0015]所述脉宽调制控制器，接收经过处理的采样电流信号，并判断所述采样电流信号是否发生异常；所述驱动故障保护子电路，当所述脉宽调制控制器判断所述采样电流信号发生异常时，所述驱动故障保护子电路将发送关闭驱动功能信号；所述数字控制芯片故障保护子电路，当所述脉宽调制控制器判断所述采样电流信号发生异常时，所述数字控制芯片故障保护子电路将所述故障信息发送给数字控制芯片，以便所述数字控制芯片进行相应的故障处理。其中，所述驱动故障保护子电路，包括第一二极管和第二二极管；所述第一二极管负极与所述脉宽调制控制器的输出端相连；所述第一二极管正极与所述驱动功能模块相连；所述第二二极管负极与所述脉宽调制控制器的输出端相连；所述第二二极管正极与所述驱动功能模块相连。所述数字控制芯片故障保护子电路，包括第三二极管；所述第三二极管负极与所述脉宽调制控制器的输出端相连；所述第三二极管正极，通过上拉电阻R84与电源相连，所述第三二极管正极还与所述数字控制芯片的数字输入端相连。需要说明的是，所述脉宽调制控制器为电流型脉宽调制控制器。本实用新型提供的一种自锁型故障保护电路，通过所述脉宽调制控制器，接收经过处理的采样电流信号，并判断所述采样电流信号是否发生异常；所述驱动故障保护子电路，当所述脉宽调制控制器判断所述采样电流信号发生异常时，所述驱动故障保护子电路将发送关闭驱动功能信号；所述数字控制芯片故障保护子电路，当所述脉宽调制控制器判断所述采样电流信号发生异常时，所述数字控制芯片故障保护子电路将所述故障信息发送给数字控制芯片，以便所述数字控制芯片进行相应的故障处理。采用本实用新型可以在故障发生时自行锁定故障状态，在电源数字控制器失效时系统依然能够进行有效地故障保护，提高了系统的安全性。
图1为本实用新型实施例提供的一种自锁型故障保护电路功能示意图；图2为本实用新型实施例提供的一种自锁型故障保护电路图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型实施例提供的一种自锁型故障保护电路进行详细描述。如图1所示，为本实用新型提供的一种自锁型故障保护电路，该电路包括脉宽调制控制器101，驱动故障保护子电路102，数字控制芯片故障保护子电路103 ；所述脉宽调制控制器101，接收经过处理的采样电流信号，并判断所述采样电流信号是否发生异常；所述驱动故障保护子电路102，当所述脉宽调制控制器101判断所述采样电流信号发生异常时，所述驱动故障保护子电路102将发送关闭驱动功能信号；[0031]所述数字控制芯片故障保护子电路103，当所述脉宽调制控制器101判断所述采样电流信号发生异常时，所述数字控制芯片故障保护子电路103将所述故障信息发送给数字控制芯片，以便所述数字控制芯片进行相应的故障处理。基于以上实施例，当所述脉宽调制控制器为电流型脉宽调制控制器UC2843时，该实用新型的自锁型故障保护电路的具体工作原理如下所述自锁，在发生故障时自动锁定故障状态，此故障状态只有在控制器发解除命令后才会解除。本实用新型电路的主要包括电流型PWM控制器UC2843，所述驱动故障保护子电路和所述数字控制芯片故障保护子电路。所述驱动故障保护子电路包括保护二极管D11、D12CD11为第一二极管，D12为第二二极管)，所述数字控制芯片故障保护子电路包括采样用二极管D23 (D23为第三二极管)。如图2所示为UC2843与所述驱动故障保护子电路和所述数字控制芯片故障保护子电路的电路图。下面介绍其工作原理。图2中，FAULT为电流或电压采样后经过处理的信号，此信号经电容滤波后进入电流型PWM控制器UC2843的电流采样引脚(3脚)，当引脚3电平高于IV时UC2843芯片内部的RS锁存器复位，芯片输出低电平。UC2843的4脚为时钟输入引脚，它与数字控制芯片的IO 口相接。6脚为输出引脚，它结果二极管D11、D12与驱动信号相连，同时经过D23和R84与3. 3V电源相连接，INT与数字控制芯片的数字输入相连接。在系统正常运行(没发生故障)时，FAULT信号电平小于1V,UC2843的输出引脚(6脚)输出高电平，数字控制芯片所发的驱动信号PWMl和PWM2可通过电阻R66和R67到达DRl和DR2，DRl和DR2经过驱动放大电路最终到达功率开关器件的控制端。当发生故障时，FAULT信号电平高于1V，UC2843的输出引脚(6脚)输出低电平，使Dll和D12导通，将DRl和DR2拉低，实现关闭驱动的功能，与此同时，D23导通，INT置低，将故障状态传到数字控制器，控制器再做进一步的处理。并且从故障状态恢复为正常状态必须满足以下两个条件1. FAULT 信号低于 IV ；2. START信号出现下降沿；即只有数字控制器发送START信号(下降沿)后，驱动才会重新使能，否则便一直锁定为故障状态，即使FAULT信号已经恢复正常(小于IV)。这样在数字控制器失效时，抑或故障本身就是由数字控制器失效所引起的情况下，驱动便不会再次被使能，有效保证了系统的安全。本实用新型提供的一种自锁型故障保护电路，通过所述脉宽调制控制器，接收经过处理的采样电流信号，并判断所述采样电流信号是否发生异常；所述驱动故障保护子电路，当所述脉宽调制控制器判断所述采样电流信号发生异常时，所述驱动故障保护子电路将发送关闭驱动功能信号；所述数字控制芯片故障保护子电路，当所述脉宽调制控制器判断所述采样电流信号发生异常时，所述数字控制芯片故障保护子电路将所述故障信息发送给数字控制芯片，以便所述数字控制芯片进行相应的故障处理。采用本实用新型可以在故障发生时自行锁定故障状态，在电源数字控制器失效时系统依然能够进行有效地故障保护，提高了系统的安全性。以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式
，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。
权利要求1.一种自锁型故障保护电路，其特征在于，包括脉宽调制控制器，驱动故障保护子电路，数字控制芯片故障保护子电路；所述脉宽调制控制器，接收经过处理的采样电流信号，并判断所述采样电流信号是否发生异常；所述驱动故障保护子电路，当所述脉宽调制控制器判断所述采样电流信号发生异常时，所述驱动故障保护子电路将发送关闭驱动功能信号；所述数字控制芯片故障保护子电路，当所述脉宽调制控制器判断所述采样电流信号发生异常时，所述数字控制芯片故障保护子电路将所述故障信息发送给数字控制芯片，以便所述数字控制芯片进行相应的故障处理。
2.根据权利要求1所述的自锁型故障保护电路，其特征在于，所述驱动故障保护子电路，包括第一二极管和第二二极管；所述第一二极管负极与所述脉宽调制控制器的输出端相连；所述第一二极管正极与所述驱动功能模块相连；所述第二二极管负极与所述脉宽调制控制器的输出端相连；所述第二二极管正极与所述驱动功能模块相连。
3.根据权利要求2所述的自锁型故障保护电路，其特征在于，所述数字控制芯片故障保护子电路，包括第三二极管；所述第三二极管负极与所述脉宽调制控制器的输出端相连；所述第三二极管正极，通过上拉电阻R84与电源相连，所述第三二极管正极还与所述数字控制芯片的数字输入端相连。
4.根据权利要求3所述的自锁型故障保护电路，其特征在于，所述脉宽调制控制器为电流型脉宽调制控制器。
专利摘要本实用新型公开了一种自锁型故障保护电路，该电路包括脉宽调制控制器，驱动故障保护子电路，数字控制芯片故障保护子电路；脉宽调制控制器，接收经过处理的采样电流信号，并判断采样电流信号是否发生异常；驱动故障保护子电路，当脉宽调制控制器判断采样电流信号发生异常时，驱动故障保护子电路将发送关闭驱动功能信号；数字控制芯片故障保护子电路，当脉宽调制控制器判断采样电流信号发生异常时，数字控制芯片故障保护子电路将故障信息发送给数字控制芯片，以便数字控制芯片进行相应的故障处理。采用本实用新型可以在故障发生时自行锁定故障状态，在电源数字控制器失效时系统依然能够进行有效地故障保护，提高了系统的安全性。
文档编号H02H3/00GK202888783SQ20122057539
公开日2013年4月17日 申请日期2012年11月2日 优先权日2012年11月2日
发明者张文学, 刑介宇 申请人:北京动力源科技股份有限公司