一种应用于PFC的多重过流保护装置的制作方法

本实用新型涉及过流保护领域，尤其涉及一种应用于pfc的多重过流保护装置。

背景技术：

现有的数字pfc(powerfactorcorrection，功率因数校正)控制技术在实现过流保护时往往是通过检测电流值，当超过设定电流值时停止pwm波输出，从而达到过流保护的目的。

但是现有技术中的这种保护过于单一，软件反应也有一定的延时，当软件出现故障时就失去了保护作用。

技术实现要素：

为了解决现有技术中存在的问题，本实用新型提供了一种应用于pfc的多重过流保护装置，同时引入硬件保护和软件保护，对igbt实现多重过流保护。所述技术方案如下：

本实用新型提供了一种应用于pfc的多重过流保护装置，包括硬件过流保护模块和软件过流保护模块，其中，

所述硬件过流保护模块包括第一比较器、电流传感器、第二比较器、定时芯片、第一三极管、第二三极管、第三三极管、第四三极管和第五三极管，其中，所述第一比较器的负脚通过第一分压电阻连接上拉电源，所述电流传感器与第一比较器的正脚连接，所述第一比较器的输出脚与第二比较器的负脚连接，所述第二比较器的正脚通过第二上分压电阻连接上拉电源，所述第二比较器的输出脚通过第一上拉电阻连接上拉电源的同时与定时芯片的触发引脚连接，所述定时芯片的输出引脚与第一三极管的基极连接，所述第一三极管的集电极通过第一上拉电阻连接上拉电源的同时还与第二三极管的基极连接，所述第二三极管的集电极与第三三极管的基极连接，所述第三三极管的集电极连接第四三极管的基极，所述第四三极管的集电极连接第五三极管的基极，所述第五三极管的集电极与受保护电子开关管的驱动芯片的电源端连接；

所述软件过流保护模块包括apfc开关，其通过第一限流电阻器同时与第三三极管的集电极和第四三极管的基极连接。

进一步地，所述软件过流保护模块还包括apfcpwm出力开关，其通过软件出力与所述驱动芯片的输入端连接。

进一步地，所述第一三极管、第二三极管、第三三极管和第四三极管为npn三极管，所述第五三极管为pnp三极管。

进一步地，所述第一三极管、第二三极管、第三三极管和第四三极管的发射极共同接地。

进一步地，所述受保护电子开关管为igbt。

进一步地，所述第一限流电阻器的阻值为5.1kω，所述第二限流电阻器的阻值为1kω。

进一步地，所述第二三极管的集电极还通过第二上拉电阻连接上拉电源。

进一步地，所述第一比较器、第二比较器、第一三极管的上拉电源均为5v。

进一步地，所述第五三极管为pnp三极管，所述第五三极管的基极通过电阻与第四三极管的集电极相连。

进一步地，所述apfc开关和apfcpwm出力开关均由软件控制。

本实用新型提供的技术方案带来的有益效果如下：

a.硬件过流保护的原理是当出现过流情况时，直接将输出pwm波的电源信号切断，实现保护；

b.软件过流保护的原理是将一个io口设置为开关信号，实现on/off保护功能；另一个io口设置为pwm信号输出口，实现控制输出信号功能。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，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是本实用新型实施例提供的应用于pfc的多重过流保护装置的第一局部电路图；

图2是本实用新型实施例提供的应用于pfc的多重过流保护装置的第二局部电路图。

其中，附图标记包括：1-第一比较器，2-电流传感器，3-第二比较器，4-定时芯片，5-第一三极管，6-第二三极管，7-第三三极管，8-第四三极管，9-第五三极管，10-驱动芯片，11-受保护电子开关管，12-apfc开关，13-apfcpwm出力开关。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型方案，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的实施例，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，都应当属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的一个实施例中，提供了一种应用于pfc的多重过流保护装置，参见图1和图2，所述多重过流保护装置包括硬件过流保护模块和软件过流保护模块，其中，

所述硬件过流保护模块包括第一比较器1、电流传感器2、第二比较器3、定时芯片4、第一三极管5、第二三极管6、第三三极管7、第四三极管8和第五三极管9，其中，所述第一比较器1的负脚通过第一分压电阻连接上拉电源(可选为5v)，所述电流传感器2与第一比较器1的正脚连接，所述第一比较器1的输出脚与第二比较器3的负脚连接，所述第二比较器3的正脚通过第二分压电阻连接上拉电源(可选为5v)，所述第二比较器3的输出脚通过第一上拉电阻连接上拉电源(可选为5v)的同时与定时芯片4的触发引脚连接，所述定时芯片4的输出引脚与第一三极管5的基极连接，所述第一三极管5的集电极通过第一上拉电阻连接上拉电源(可选为5v)的同时还与第二三极管6的基极连接，所述第二三极管6的集电极与第三三极管7的基极连接，所述第三三极管7的集电极连接第四三极管8的基极，所述第四三极管8的集电极连接第五三极管9的基极，所述第五三极管9的集电极与受保护电子开关管11的驱动芯片10的电源端连接，由于所述硬件过流保护模块的电路图较大，为了方便参阅附图，进而将其分为图1和图2，图1中的过电流保护与图2中的过电流保护为同一节点，即上述第一三极管5与第二三极管6之间形成过电流保护点，当该过电流保护点的过流保护信号输出低电平时，所述第五三极管9为断开状态，其发射极连接的15v电压则不能给驱动芯片10(ic203)供电，即驱动芯片10不能工作，使得受保护电子开关管11(在本实施例中为igbt)不能导通；

所述软件过流保护模块包括apfc开关12，其通过第一限流电阻器(阻值可选为5.1kω)同时与第三三极管7的集电极和第四三极管8的基极连接，apfc即activepowerfactorcorrection，有源功率因数校正，该apfc开关为软件出力输出的保护，从而实现了最终电路的过电流保护，防止igbt损坏，与硬件过流保护协同提供双重保护。

在一个实施例中，所述软件过流保护模块还包括apfcpwm出力开关13，其通过第二限流电阻器(阻值可选为1kω)与所述驱动芯片10的输入端连接，所述apfc开关12和apfcpwm出力开关13均由软件控制，该apfcpwm出力为软件出力输出的保护，从而实现了最终电路的过电流保护，实现第三重保护。

在具体实施例中，所述第一三极管5、第二三极管6、第三三极管7和第四三极管8为npn三极管；所述第一三极管5、第二三极管6、第三三极管7的基极通过下拉电阻与发射极共同接地，所述第二三极管6的集电极还通过第二上拉电阻连接上拉电源(可选为5v)。

而所述第五三极管9为pnp三极管，所述第五三极管9的基极通过上拉电阻与发射极共同连接上拉电源(15v，其作为驱动芯片的供电电源)。

本实用新型实现多重过流保护的原理如下：

使用简单的三极管实现过电流保护，当电路中出现过电流现象时，硬件的过电流保护切断驱动芯片ic203的电源(图2中的所述第五三极管9的上拉电源15v)，停止pwm波输出；当软件检测到过电流的低电平时，一方面将apfc的开关控制切换为off状态，另一方面停止pmw波输出，这样通过硬件和软件的三重保护，防止igbt由于过电流而烧坏，又控制了成本，实现低成本又安全可靠。

本实用新型的过流保护装置在发生过流时的电路工作过程如下：

当电流增大后，电流传感器2检测到电压值升高，当超过第一比较器1的负脚接入电压时，第一比较器1输出高电平，此时所述第一比较器1的输出脚输出高电平并且超过第二比较器3的正脚接入电压，使得第二比较器3的7号脚输出低电平。低电平输入定时芯片4，所述定时芯片4的3号脚输出一定时间的高电平，再通过第一三极管5输出过电流保护信号为低电平。

当所述过电流保护信号拉低时，一方面通过进入芯片的io口，检测到低电平时进入中断状态，进行以下过电流保护操作：1.停止apfcpwm波输出(输出为0)，驱动芯片ic203输出点为0，igbt不能导通；2.apfc开关输出为低电平(输出为0)。

当所述第一三极管5输出的点电压和第三三极管7输出的点电压中任意一处为低电平时，所述第五三极管9(q280)均为断开状态，其上拉电源(15v)则不能通过第五三极管9给驱动芯片10(ic203)供电，即igbt不能导通。

通过以上，所述第一三极管5输出过电流保护信号为硬件触发保护，apfc开关与apfcpwm出力为软件出力输出的保护，从而实现了最终电路的多重过电流保护，延长igbt的使用寿命。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，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、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。