一种过流保护电路、驱动电路及电设备的制造方法
【专利摘要】一种过流保护电路、驱动电路及电设备，过流保护电路与被保护电路连接，所述被保护电路包括开关管，其中所述开关管的输入端接在所述被保护电路的高电势节点上，所述开关管的输出端接在所述被保护电路的低电势节点上，所述过流保护电路包括微控制器、过流保护单元、第一电阻和第二电阻，所述第一电阻的第一端接所述微控制器的输出端，所述第一电阻的第二端接所述开关管的控制端；如此，在功率开关器件出现电流过流时能作出保护，关闭关器件及锁存该保护状态，防止关器件出现多次连续过流冲击而造成关器件出现闩锁效应及寿命缩短，其电路简单可靠，成本低。
【专利说明】
一种过流保护电路、驱动电路及电设备
技术领域
[0001]本实用新型涉及用电保护领域，特别是涉及一种过流保护电路、驱动电路及电设备。
【背景技术】
[0002]目前的功率器件的过流保护电路应用中，通常用在检测母线上的电流来判断是否过流，当母线电流过流时，保护电路会输出信号将开关管关闭，当开关管的电流小于保护值时保护电路会停止输出保护信号，开关管会继续导通甚至再次出现电流过流，这样开关管出现多次连续过流冲击而造成开关管出现闩锁效应及寿命缩短。
【实用新型内容】
[0003]本实用新型目的在于提供一种过流保护电路，旨在解决过流保护电路中开关管出现闩锁效应及寿命缩短的问题。
[0004]本实用新型提供了一种过流保护电路，与被保护电路连接，所述被保护电路包括开关管，其中所述开关管的输入端接在所述被保护电路的高电势节点上，所述开关管的输出端接在所述被保护电路的低电势节点上，
[0005]所述过流保护电路包括微控制器、过流保护单元、第一电阻和第二电阻，所述第一电阻的第一端接所述微控制器的输出端，所述第一电阻的第二端接所述开关管的控制端；
[0006]所述过流保护单元包括:
[0007]接在所述被保护电路的低电势节点，并通过所述第二电阻接地的输入端；
[0008]接所述第一电阻的第二端，用于在所述开关管过流时，输出控制电平控制所述开关管关闭，并锁存直至所述微控制器的输出端复位的输出端；
[0009]接所述微控制器的输入端，用于输出保护电平使所述微控制器的输出端复位的保护信号输出端；
[0010]接所述微控制器的输出端，用于接收信号使所述过流保护单元的输出端停止输出所述控制电平的复位端。具体地，所述过流保护单元包括比较单元、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻、第七电阻、第一二极管、第二二极管及第三二极管，其中:
[0011]所述比较单元的正相输入端通过所述第三电阻接工作电源，并通过第四电阻接地;所述比较单元的反相输入端接所述第五电阻的第一端和所述第六电阻的第一端，所述第五电阻的第二端作为所述过流保护单元的输入端接所述开关管的输出端，所述第六电阻的第二端作为所述过流保护单元的复位端接所述微控制器的输出端，所述第七电阻一端接所述工作电源，另一端所述第三二极管的阳极；
[0012]所述第一二极管、第二二极管及第三二极管的阴极均与所述比较单元的输出端连接，所述第一二极管的阳极接所述比较单元的正相输入端，所述第二二极管的作为所述过流保护单元的输出端接所述第一电阻的第二端，所述第三二极管的阳极作为所述过流保护单元的保护信号输出端接所述微控制器的输入端。
[0013]优选地，所述比较单元为比较器。
[0014]进一步地，所述开关管为三极管、M0S管或IGBT管。
[0015]进一步地，所述微控制器为NE555芯片。
[0016]本实用新型还提供了一种驱动电路，与负载连接，包括上述的过流保护电路，所述驱动电路还包括:
[0017]电感器，一端接电源正极，另一端接所述开关管的输入端以及一整流二极管的阳极;所述整流二极管的阴极接所述负载的正输入端；
[0018]所述开关管的输入端通过所述第二电阻接电源负极。
[0019]进一步地，所述驱动电路还包括整流器，所述整流器的两个输入端接交流电源，正输出端和负输出端分别作为所述电源正极和电源负极。
[0020]本实用新型还提供了一种电设备，包括上述的驱动电路。
[0021]上述的过流保护电路当流过所述开关管上的电流过流时，过流保护单元的输出端将输出控制电平控制所述开关管关闭并锁存，并输出保护电平到所述微控制器使微控制器的输出端复位，复位后微控制器重新输出开关管的驱动信号至过流保护单元的复位端使过流保护单元的输出端停止输出所述控制电平，如此，在IGBT等功率开关器件出现电流过流时能作出保护，关闭IGBT及锁存该保护状态，防止IGBT出现多次连续过流冲击而造成IGBT出现闩锁效应及寿命缩短，其电路简单可靠，成本低。
【附图说明】
[0022]图1为本实用新型较佳实施例中过流保护电路的模块示意图；
[0023]图2为图1所示过流保护电路应用于驱动电路的电路原理图。
【具体实施方式】
[0024]为了使本实用新型要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
[0025]请参阅图1及图2，本实用新型较佳实施例中过流保护电路100与被保护电路200连接，所述被保护电路200包括开关管201，其中所述开关管201的输入端接在所述被保护电路200的高电势节点A上，所述开关管201的输出端接在所述被保护电路200的低电势节点B上。
[0026]所述过流保护电路100包括微控制器110、过流保护单元120、第一电阻Rl和第二电阻R2，所述第一电阻Rl的第一端接所述微控制器110的输出端，所述第一电阻Rl的第二端接所述开关管201的控制端，微控制器110的输出端用于输出开关管驱动信号Vigbt控制开关管201开闭。
[0027]所述过流保护单元120包括:输入端121、输出端122、保护信号输出端123和复位端124。
[0028]输入端121接在所述被保护电路200的低电势节点B，并通过所述第二电阻R2接地的，用于接入流过所述开关管201的电流I;输出端122接所述第一电阻Rl的第二端，用于在所述开关管201过流时，输出控制电平控制所述开关管201关闭，并锁存直至所述微控制器110的输出端复位;保护信号输出端123接所述微控制器110的输入端，用于输出保护电平使所述微控制器110的输出端复位;复位端124接所述微控制器110的输出端，用于接收开关管驱动信号Vigbt使所述过流保护单元120的输出端停止输出所述控制电平。
[0029]进一步地，过流保护电路100还可以包括开关驱动模块150，开关驱动模块150的输入端接所述第一电阻Rl的第二端，开关驱动模块150的输出端接所述开关管201的控制端。
[0030]具体地，所述过流保护单元120包括比较单元ICl、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6、第七电阻R7、第一二极管Dl、第二二极管D2及第三二极管D3。
[0031]所述比较单元ICl的正相输入端通过所述第三电阻R3接工作电源VCC，并通过第四电阻R4接地;所述比较单元ICl的反相输入端接所述第五电阻R5的第一端和所述第六电阻R6的第一端，所述第五电阻R5的第二端作为所述过流保护单元120的输入端121接所述开关管201的输出端，所述第六电阻R6的第二端作为所述过流保护单元120的复位端124接所述微控制器110的输出端，所述第七电阻R7—端接所述工作电源VCC，另一端所述第三二极管D3的阳极。
[0032]所述第一二极管D1、第二二极管D2及第三二极管D3的阴极均与所述比较单元ICl的输出端连接，所述第一二极管Dl的阳极接所述比较单元ICl的正相输入端，所述第二二极管D2的作为所述过流保护单元120的输出端123接所述第一电阻Rl的第二端，所述第三二极管D3的阳极作为所述过流保护单元120的保护信号输出端122接所述微控制器110的输入端。
[0033]优选地，所述比较单元ICl为比较器。所述开关管201为三极管、MOS管或IGBT管，以IGBT为例，开关管201的控制端、输入端、输出端分别为IGBT的门极、集电极、发射极。所述微控制器110为NE555芯片，输入端为芯片的复位端口，输出端为芯片的输出端口。
[0034]过流保护电路100的工作原理是:
[0035]正常工作时:开关管驱动信号Vigbt通过开关管驱动模块150控制开关管201时，当开关管201的电流I没达到保护值，S卩比较器的反相输入端电压V1-〈正相输入端电压Vi+，
[0036]Vi+ = VCC*R4/(R3+R4)...........................(I)
[0037]V 1- = (VCC-R2* I) *R5/ (R5+R6) +R2* 1..................(2)
[0038]比较器输出高电平，第一二极管Dl截止，第二二极管D2截止，第三二极管D3截止，过流保护电路100工作在正常状态；
[0039]工作在保护及锁存时:当微控制器110输出端为高电平使得开关管驱动电路150的输入端和输出端为高电平而开关管201导通；
[0040]由式(I)、(2)得当开关管201的电流达到保护值时(Vi_>Vi+)，
[0041]比较器输出低电平，第一二极管Dl导通使得Vi+为低电平，由(2)式得此时只要开关管201电流I多O，V1-—定大于Vi+，即比较器输出端锁存在低电平；
[0042]第二二极管D2导通使过流保护单元120的输出端124为低电平，使得开关管驱动模块150输出端输出低电平关闭开关管201从而保护开关管201不受电流过流而损坏；
[0043]第三二极管D3导通使过流保护单元120的保护信号输出端123为低电平，通知微控制器110出现开关管电流过流。
[0044]复位:当开关管201受到过流保护单元120过流保护控制后关闭，开关管201的电流I为O;且微控制器110接收到过流保护单元120的过流保护信号后输出端输出低电平，这时V1-为0，由于第一二极管Dl导通存在导通压降，所以Vi+>V1-，比较器输出端输出高电平，则第一二极管Dl截止，Vi+变回VCC*R4/(R3+R4);第二二极管D2截止，过流保护单元120输出端124变为高阻状态;第三二极管D3导通，过流保护单元120的保护信号输出端122为高电平，这样过流保护单元120复位正常工作。被保护电路200也恢复正常工作。
[0045]本申请中，上述的被保护电路200为BUCK电路，在其他实施方式中，被保护电路可以为Boost电路。
[0046]此外，请结合图1和图2，还提供了一种驱动电路300，与负载400连接，驱动电路300包括过流保护电路100和电感器LI。电感器LI 一端接电源正极V+，另一端接所述开关管201的输入端以及一整流二极管D4的阳极;所述整流二极管D4的阴极接所述负载400的正输入端;所述开关管201的输入端通过所述第二电阻R2接电源负极V-。
[0047]进一步地，所述驱动电路300还包括整流器202，所述整流器202的两个输入端接交流电源，正输出端和负输出端分别作为所述电源正极V+和电源负极V-。驱动电路300为包含过流保护电路100的升压驱动电路。
[0048]本实用新型还提供了一种电设备，包括上述的驱动电路300。
[0049]上述的实施方式中，当流过所述开关管201上的电流过流时，过流保护单元120的输出端将输出控制电平控制所述开关管201关闭并锁存，并输出保护电平到所述微控制器110使微控制器110的输出端复位，复位后微控制器110重新输出开关管201的驱动信号Vigbt至过流保护单元120的复位端使过流保护单元120的输出端停止输出所述控制电平，如此，在开关管等功率开关器件出现电流过流时能作出保护，关闭开关管及锁存该保护状态，防止开关管出现多次连续过流冲击而造成开关管出现闩锁效应及寿命缩短，其电路简单可靠，成本低。
[0050]以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
【主权项】
1.一种过流保护电路，与被保护电路连接，所述被保护电路包括开关管，其中所述开关管的输入端接在所述被保护电路的高电势节点上，所述开关管的输出端接在所述被保护电路的低电势节点上，其特征在于； 所述过流保护电路包括微控制器、过流保护单元、第一电阻和第二电阻，所述第一电阻的第一端接所述微控制器的输出端，所述第一电阻的第二端接所述开关管的控制端； 所述过流保护单元包括: 接在所述被保护电路的低电势节点，并通过所述第二电阻接地的输入端； 接所述第一电阻的第二端，用于在所述开关管过流时，输出控制电平控制所述开关管关闭，并锁存直至所述微控制器的输出端复位的输出端； 接所述微控制器的输入端，用于输出保护电平使所述微控制器的输出端复位的保护信号输出端； 接所述微控制器的输出端，用于接收信号使所述过流保护单元的输出端停止输出所述控制电平的复位端。2.如权利要求1所述的过流保护电路，其特征在于，所述过流保护单元包括比较单元、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻、第七电阻、第一二极管、第二二极管及第三二极管，其中: 所述比较单元的正相输入端通过所述第三电阻接工作电源，并通过第四电阻接地;所述比较单元的反相输入端接所述第五电阻的第一端和所述第六电阻的第一端，所述第五电阻的第二端作为所述过流保护单元的输入端接所述开关管的输出端，所述第六电阻的第二端作为所述过流保护单元的复位端接所述微控制器的输出端;所述第七电阻一端接所述工作电源，另一端所述第三二极管的阳极； 所述第一二极管、第二二极管及第三二极管的阴极均与所述比较单元的输出端连接，所述第一二极管的阳极接所述比较单元的正相输入端，所述第二二极管的作为所述过流保护单元的输出端接所述第一电阻的第二端，所述第三二极管的阳极作为所述过流保护单元的保护信号输出端接所述微控制器的输入端。3.如权利要求2所述的过流保护电路，其特征在于，所述比较单元为比较器。4.如权利要求1所述的过流保护电路，其特征在于，所述开关管为三极管、MOS管或IGBT管。5.如权利要求1所述的过流保护电路，其特征在于，所述微控制器为NE555芯片。6.—种驱动电路，与负载连接，其特征在于，包括权利要求1至5任一项所述的过流保护电路，所述驱动电路还包括: 电感器，一端接电源正极，另一端接所述开关管的输入端以及一整流二极管的阳极;所述整流二极管的阴极接所述负载的正输入端;所述开关管的输入端通过所述第二电阻接电源负极。7.如权利要求6所述的驱动电路，其特征在于，所述驱动电路还包括整流器，所述整流器的两个输入端接交流电源，正输出端和负输出端分别作为所述电源正极和电源负极。8.一种电设备，其特征在于，包括权利要求6所述的驱动电路。
【文档编号】H02H3/06GK205565674SQ201620372003
【公开日】2016年9月7日
【申请日】2016年4月28日
【发明人】梁汝锦
【申请人】广东美的制冷设备有限公司, 美的集团股份有限公司