一种基于磁隔离技术的过流保护电路的制作方法

1.本实用新型涉及过流保护电路领域，尤其涉及一种基于磁隔离技术的过流保护电路。


背景技术：

2.开关电源已广泛用于军用和民用电子设备。为适应国际局势的不断变化，对雷达、电子战等武器装备开关电源的可靠性提出了更高的要求。为了提高开关电源的可靠性，必须设计合理的保护电路。过流保护是保护电路之一，它是在输出过载或短路时对电源及功率开关器件的保护。
3.开关电源通常有脉宽调制和频率调制两种调制方式。脉宽调制(pwm)方式是脉冲频率不变，通过改变脉冲宽度来控制输出电压。由于脉冲频率不变，所以脉冲变压器设计和磁芯选择相对容易，因此脉宽调制是最常用的开关电源调制方式。目前在大、中功率开关电源中使用最普遍的功率开关器件是隔离栅双极晶体管(igbt)。它是金属氧化物半导体场效应晶体管 (mosfet)与双极晶体管的复合器件，既有mosfet易驱动的特点，又具有功率晶体管电压、电流容量大的优点。当电源出现过载或短路时，必须采取有效的措施来保护电源以及关键器件igbt。
4.传统的过流保护电路采用取样电阻的方式，会导致产品的效率变低。


技术实现要素：

5.本实用新型所要解决的技术问题是针对背景技术中需要对电源以及关键器件igbt采取有效保护措施的要求提供一种基于磁隔离技术的过流保护电路
6.本实用新型为解决上述技术问题采用以下技术方案：
7.一种基于磁隔离技术的过流保护电路，包含电流互感器、控制器pwm、磁隔离变压器q、运算放大器u、带磁变压器l、电阻r1、电阻r2、电阻r3、电阻r4、电阻r5、电阻r6、电阻r7、二极管d1、二极管d3、二极管d2、电容c；
8.其中，带磁变压器l的l1端与二极管d1的正极连接，
9.二极管d1的负极分别与电阻r1的一端、控制器pwm连接，
10.电阻r1的另一端与带磁变压器l的t1’端连接，
11.带磁变压器l的t2端与二极管d2的正极连接，
12.二极管d2的负极分别与电阻r2的一端、电阻r3的一端连接，
13.电阻r3的另一端分别与预算放大器u的反相输入端、电阻r6的一端连接，
14.电阻r6的另一端与电容c的一端连接，
15.电容c的另一端分别与运算放大器u的输出端、二极管d3的负极连接，
16.二极管d3的正极分别与电阻r7的一端、磁隔离变压器q的t5端连接，
17.电阻r7的另一端分别与电阻r4的一端、vcc端连接，
18.电阻r4的另一端分别与电阻r5的一端、运算放大器u的同相输入端，
19.电阻r5的另一端与电阻r2的另一端连接并接地，
20.电阻r2的另一端与带磁变压器l的t2’端连接，
21.电流互感器与带磁变压器l耦合。
22.作为本实用新型一种基于磁隔离技术的过流保护电路的进一步优选方案，所述电流互感器用于对初级电流信号进行取样。
23.本实用新型采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果：
24.1、本实用新型可以很好的实现短路保护；
25.2、能够实现精确的过流保护；
26.3、过流保护恢复区域小；
27.4、带容性负载能力强。
附图说明
28.图1是基于磁隔离技术的过流保护电路的电路图。
具体实施方式
29.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
30.如图1所示，一种基于磁隔离技术的过流保护电路，包含电流互感器、控制器pwm、磁隔离变压器q、运算放大器u、带磁变压器l、电阻r1、电阻r2、电阻r3、电阻r4、电阻r5、电阻r6、电阻r7、二极管d1、二极管d3、二极管d2、电容c；
31.其中，带磁变压器l的l1端与二极管d1的正极连接，
32.二极管d1的负极分别与电阻r1的一端、控制器pwm连接，
33.电阻r1的另一端与带磁变压器l的t1’端连接，
34.带磁变压器l的t2端与二极管d2的正极连接，
35.二极管d2的负极分别与电阻r2的一端、电阻r3的一端连接，
36.电阻r3的另一端分别与预算放大器u的反相输入端、电阻r6的一端连接，
37.电阻r6的另一端与电容c的一端连接，
38.电容c的另一端分别与运算放大器u的输出端、二极管d3的负极连接，
39.二极管d3的正极分别与电阻r7的一端、磁隔离变压器q的t5端连接，
40.电阻r7的另一端分别与电阻r4的一端、vcc端连接，
41.电阻r4的另一端分别与电阻r5的一端、运算放大器u的同相输入端，
42.电阻r5的另一端与电阻r2的另一端连接并接地，
43.电阻r2的另一端与带磁变压器l的t2’端连接，
44.电流互感器与带磁变压器l耦合。
45.所述电流互感器用于对初级电流信号进行取样。
46.电流互感器对初级初级电流信号进行取样，取样信号分别送至pwm控制器电流环和过流保护电路中；初级母线电流信号i
pk
组成，分别为：主变压器的磁化电流i
pk1
，次级折算
至初级的反馈电流i
pk2
。
47.变压器磁芯的磁化电流电流如公式(1)所示：
[0048][0049]
式中：d为在输入电压v
in
条件下占空比；l
m
为初级励磁电感；f为开关频率。
[0050]
次级电感电流纹波如式(2)所示：
[0051][0052]
式中：l
o
为输出滤波电感；n
p
为主变压器初级匝数；n
s
为主变压器次级匝数。
[0053]
次级折算至初级的反馈电流如公式(3所示：)
[0054][0055]
初级电流信号峰值如公式(4)所示
[0056]
i
pk
＝i
pk1
+i
pk2
ꢀꢀꢀ
(4)
[0057]
互感器次级两个绕组匝数均为50圈，令r1＝r2＝24ω，则a、b点电压值即互感器输出电压信号为：
[0058][0059]
如图1所示，过流保护电路中，运算放大器的同相输入端连接基准电压(由v
cc
与分压电阻构成)，反相输入端与电流互感器连接，运算放大器的输出经二极管与误差放大信号v
ea
相连。当负载电流小于过流点时，运算放大器的同相输入端电压高于反相输入端电压，输出电位高于v
ea
，二极管反向截至。
[0060]
最后应说明的几点是：首先，在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变，则相对位置关系可能发生改变；
[0061]
其次：本实用新型公开实施例附图中，只涉及到与本公开实施例涉及到的结构，其他结构可参考通常设计，在不冲突情况下，本实用新型同一实施例及不同实施例可以相互组合；
[0062]
最后：以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。