双管正激变换电路的保护电路的制作方法

本发明涉及双管正激变换电路，特别涉及一种双管正激变换电路的保护电路。

背景技术：

双管正激变换电路如图1所示，由两个功率开关管q1、q2，两个箝位二极管d1、d2，以及变压器t1组成。

当两个功率开关管q1、q2同时导通，在变压器t1原边形成正向电压，流过变压器t1原边的电流时从上往下，此时变压器向副边传递能量；当两个功率开关管q1、q2同时关闭时，流过变压器t1原边的电流继续从上往下流，此时两个箝位二极管d1、d2均导通，变压器t1原边形成反向电压，此时变压器t1磁场处于复位状态。

功率开关管q1、q2失效模式为短路。双管正激变换电路，当功率开关管q1、q2失效时，为了防止其它器件进一步损坏，目前一般采用的保护电路如图2所示，通过电流检测器件s1检测流过直流母线的电流，当超过一定值，关闭电源或关闭两个功率开关管q1、q2的驱动。此保护电路，当两个箝位二极管d1，d2中有一个失效(失效模式为短路)时，两个功率开关管q1，q2同时开通，此时会导致直流电源vcc直接短路，流过直流母线的电流急剧上升，即母线采样电流id会急剧上升，超过设定值时，进入保护状态。

如图3所示，当上功率开关管q1失效短路时(t1)下功率开关管q2是导通状态，双管正激变换电路工作正常，此时保护电路不会起作用，当下功率开关管q2关闭时，变压器t1原边电流从上往下流，流过下功率开关管q2和下箝位二极管d2(不流过直流母线，电流检测器件s1上无法检测到电流)，使变压器原边压箝位在0v，变压器无法正常复位，经过几个周期(周期多少与变压器设计余量有关)，变压器饱和时(t2)下功率开关管q2再导通，流过直流母线的电流会随饱和程度变大而变大，当电流达到保护点时(t3)，保护电路开始起作用。下功率开关管q2失效短路分析方法、过程及结果类似。

由以上分析可见，现有双管正激变换电路的保护电路，当任一箝位二极管d1，d2失效时，能够快速响应进入保护状态，但是当任一功率开关管q1，q2失效时，保护电路的响应速度会延时几个周期，不能做到快速响应，其余器件会承受很大压力，有可能会造成失效。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是提供一种双管正激变换电路的保护电路，不仅能快速响应上箝位二极管、下箝位二极管失效短路，还能快速响应上功率开关管、下功率开关管的失效短路。

为解决上述技术问题，本发明提供的双管正激变换电路的保护电路，其包括上功率开关管q1、下功率开关管q2、上箝位二极管d1、下箝位二极管d2、变压器t1以及开关管驱动控制器；

上功率开关管q1的入端及上箝位二极管d1负端通过正直流母线接直流工作电源正vcc；

下功率开关管q2的出端及下箝位二极管d2正端通过负直流母线接工作地；

上功率开关管q1的出端接下箝位二极管d2负端及变压器t1原边线圈上端；

下功率开关管q2的入端接上箝位二极管d1正端及变压器t1原边线圈下端；

所述保护电路包括电流检测器件s1、第三二极管d3、第四二极管d4、第一电阻r1及第二电阻r2；

所述电流检测器件s1用于对流过直流母线的电流采样；

所述电流检测器件s1的正端接第三二极管d3正端及第四二极管d4负端；

第二电阻r2同第四二极管d4串接在电流检测器件s1负端同正端之间；

第一电阻r1同第三二极管d3串接在电流检测器件s1负端同正端之间；

当直流母线的电流为从工作电源正vcc经直流母线流向工作地时，所述电流检测器件s1的正端输出的电流经第三二极管d3及第一电阻r1流向其负端；

当直流母线的电流为从工作地经直流母线流向工作电源正vcc时，所述电流检测器件s1的负端输出的电流经第二电阻r2及第四二极管d4流向其正端；

所述开关管驱动控制器，用于发送pwm信号到所述上功率开关管q1及下功率开关管q2的控制端，控制上功率开关管q1及下功率开关管q2同时导通或同时关断；并且，当控制上功率开关管q1及下功率开关管q2同时关断时，如果第二电阻r2两端电压vr为0，开关管驱动控制器输出保护信号使双管正激变换电路进入保护状态；当控制上功率开关管q1及下功率开关管q2同时导通时，如果第一电阻r1两端电压vd为大于设定电压，开关管驱动控制器输出保护信号使双管正激变换电路进入保护状态。

较佳的，当开关管驱动控制器输出保护信号，控制直流母线断开、控制直流工作电源关闭或者控制停止输出pwm信号到上功率开关管q1及下功率开关管q2。

较佳的，第一电阻r1小于第二电阻r2。

较佳的，第一电阻r1的阻值为0.1ω～10ω。

较佳的，第二电阻r2的阻值为10ω～1kω。

较佳的，上功率开关管q1、下功率开关管q2同为mosfet。

较佳的，所述mosfet为n型；

所述mosfet的漏端作为入端，源端作为出端，栅端作为控制端。

较佳的，所述mosfet为p型；

所述mosfet的源端作为入端，漏端作为出端，栅端作为控制端。

较佳的，上功率开关管q1、下功率开关管q2同为igbt。

较佳的，所述设定电压为0.2v、0.5v、或1v；

所述电流检测器件s1用于对流过负直流母线的电流采样，或者对流过正直流母线的电流采样；

所述双管正激变换电路为逆变焊机的双管正激变换电路。

本发明的双管正激变换电路的保护电路，在上功率开关管q1、下功率开关管q2同时关闭时，流过变压器t1原边线圈的电流继续从上往下流，上箝位二极管d1、下箝位二极管d2均导通，流过直流母线的电流与上功率开关管q1、下功率开关管q2同时导通时相反；当上功率开关管q1、下功率开关管q2中有一个失效短路时，当进入续流状态(变压器复位状态)时，电流检测器件采样输出电流为0，从而第二电阻r2两端电压vr为0v，此时便可以进入保护状态，从而保护其余器件不再损坏；当上箝位二极管d1、下箝位二极管d2失效短路时，可以通过检测第一电阻r1两端电压vd进行保护。该双管正激变换电路的保护电路，不仅检测流过直流母线正向的电流信号，还同时检测流过直流母线反向的续流信号，因此不仅能快速响应上箝位二极管d1、下箝位二极管d2失效短路，还能快速响应上功率开关管q1、下功率开关管q2的失效短路。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面对本发明所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是双管正激变换电路；

图2是现有双管正激变换电路的保护电路；

图3是现有双管正激变换电路的保护电路的母线采样电流波形图；

图4是本发明的双管正激变换电路的保护电路一实施例的电路图。

具体实施方式

下面将结合附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例一

如图4所示，双管正激变换电路的保护电路包括上功率开关管q1、下功率开关管q2、上箝位二极管d1、下箝位二极管d2、变压器t1以及开关管驱动控制器；

上功率开关管q1的入端及上箝位二极管d1负端通过正直流母线接直流工作电源正vcc；

下功率开关管q2的出端及下箝位二极管d2正端通过负直流母线接工作地；

上功率开关管q1的出端接下箝位二极管d2负端及变压器t1原边线圈上端；

下功率开关管q2的入端接上箝位二极管d1正端及变压器t1原边线圈下端；

所述保护电路包括电流检测器件s1、第三二极管d3、第四二极管d4、第一电阻r1及第二电阻r2；

所述电流检测器件s1用于对流过直流母线的电流采样；

所述电流检测器件s1的正端接第三二极管d3正端及第四二极管d4负端；

第二电阻r2同第四二极管d4串接在电流检测器件s1负端同正端之间；

第一电阻r1同第三二极管d3串接在电流检测器件s1负端同正端之间；

当直流母线的电流为从工作电源正vcc经直流母线流向工作地时，所述电流检测器件s1的正端输出的电流经第三二极管d3及第一电阻r1流向其负端；

当直流母线的电流为从工作地经直流母线流向工作电源正vcc时，所述电流检测器件s1的负端输出的电流经第二电阻r2及第四二极管d4流向其正端；

所述开关管驱动控制器，用于发送pwm(脉冲宽度控制)信号到所述上功率开关管q1及下功率开关管q2的控制端，控制上功率开关管q1及下功率开关管q2同时导通或同时关断；并且，当控制上功率开关管q1及下功率开关管q2同时关断时，如果第二电阻r2两端电压vr为0，开关管驱动控制器输出保护信号使双管正激变换电路进入保护状态；当控制上功率开关管q1及下功率开关管q2同时导通时，如果第一电阻r1两端电压vd为大于设定电压，开关管驱动控制器输出保护信号使双管正激变换电路进入保护状态。

实施例一的双管正激变换电路的保护电路，通过电流检测器件s1对流过直流母线的电流采样，当直流母线的电流为从工作电源正vcc流向工作地时，电流检测器件s1的正端输出的电流经第三二极管d3及第一电阻r1流向其负端，在第一电阻r1两端产生电压；当直流母线的电流为从工作地流向工作电源正vcc时，所述电流检测器件s1的负端输出的电流经第二电阻r2及第四二极管d4流向其正端，在第二电阻r2两端产生电压；当控制上功率开关管q1及下功率开关管q2同时关断时，如果第二电阻r2两端电压vr为0，开关管驱动控制器输出保护信号使双管正激变换电路进入保护状态；当控制上功率开关管q1及下功率开关管q2同时导通时，如果第一电阻r1两端电压vd为大于设定电压，开关管驱动控制器输出保护信号使双管正激变换电路进入保护状态。

实施例一的双管正激变换电路的保护电路，在上功率开关管q1、下功率开关管q2同时关闭时，流过变压器t1原边线圈的电流继续从上往下流，上箝位二极管d1、下箝位二极管d2均导通，流过直流母线的电流与上功率开关管q1、下功率开关管q2同时导通时相反；当上功率开关管q1、下功率开关管q2中有一个失效短路时，当进入续流状态(变压器复位状态)时，电流检测器件采样输出电流为0，从而第二电阻r2两端电压vr为0v，此时便可以进入保护状态，从而保护其余器件不再损坏；当上箝位二极管d1、下箝位二极管d2失效短路时，可以通过检测第一电阻r1两端电压vd进行保护。该双管正激变换电路的保护电路，不仅检测流过直流母线正向的电流信号，还同时检测流过直流母线反向的续流信号，因此不仅能快速响应上箝位二极管d1、下箝位二极管d2失效短路，还能快速响应上功率开关管q1、下功率开关管q2的失效短路。

实施例二

基于实施例一的双管正激变换电路的保护电路，当开关管驱动控制器输出保护信号，控制直流母线断开、控制直流工作电源关闭或者控制停止输出pwm信号到上功率开关管q1及下功率开关管q2，使双管正激变换电路进入保护状态。

较佳的，第一电阻r1小于第二电阻r2。

较佳的，第一电阻r1的阻值为0.1ω～10ω。

较佳的，第二电阻r2的阻值为10ω～1kω。

较佳的，上功率开关管q1、下功率开关管q2同为mosfet或同为igbt。

较佳的，所述mosfet为n型；

所述mosfet的漏端作为入端，源端作为出端，栅端作为控制端。

较佳的，所述mosfet为p型；

所述mosfet的源端作为入端，漏端作为出端，栅端作为控制端。

较佳的，所述设定电压为0.2v、0.5v、或1v。

较佳的，所述电流检测器件s1用于对流过负直流母线的电流采样，或者对流过正直流母线的电流采样。

较佳的，所述双管正激变换电路为逆变焊机的双管正激变换电路。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明保护的范围之内。