具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，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前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本申请中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

本发明提供一种PWM整流器的短路保护装置，以避免PWM整流器直流侧发生短路时导致反向二极管损坏而降低PWM整流器的可靠性。

参见图2a至图5，该PWM整流器的短路保护装置，包括：至少一个分流模块101；其中：

PWM整流器的交流侧各相之间分别设置有至少一个分流模块101，不同相之间可以设置有一个、两个或者多个分流模块101，此处不做限定，视其具体应用环境而定即可，均在本申请的保护范围内。

该PWM整流器为三相整流器时，如图2a所示，该PWM整流器的交流侧各相分别与一个对应的分流模块101的一端相连；且各分流模块101的另一端相互连接；也即各分流模块101呈星形连接。或者，实际应用中，该PWM整流器的交流侧各相之间也可以分别设置有一个分流模块101，也即各分流模块101呈三角形连接(如图2b所示)。

该PWM整流器为单相整流器时，该PWM整流器的交流侧火线与零线之间设置有一个分流模块101(如图3所示)，或者至少两个串联连接的分流模块101(未进行图示)。

以图2a所示结构为例，该短路保护装置的具体工作原理为：

若该PWM整流器的直流侧DC-OUTPUT发生短路，则由于该PWM整流器内主电路的拓扑结构，其交流侧AC-INPUT接收的交流电，在其内部开关管的反向二极管上形成短路电流的同时，将会由于相应分流模块101的导通，而对该短路电流进行分流。

值得说明的是，只要任意两相之间存在压差，则两者之间的分流模块101即可导通，实现分流；而该分流模块101上的电流方向，是实时视其两侧压差而定的，并不唯一。

图3所示的单相整流器，其短路保护装置的具体工作原理与上述内容类似，此处不再赘述。

本实施例提供的该短路保护装置，其在PWM整流器的直流侧发生短路时，由相应分流模块101对PWM整流器中反向二极管上的短路电流进行分流，避免其反向二极管承受过大的短路电流，避免其损坏，提高了PWM整流器的可靠性。

如图2a至图3中所示，该PWM整流器内的主电路，主要包括：各开关管构成的整流桥、其交流侧各相的交流电感器以及其直流侧的直流母线；各开关管均反向并联有二极管，即上述反向二极管；其直流母线正负极之间设置有支撑电容，一些情况下其直流侧还会设置有零电压开关电路，该主电路的具体设置可以参见现有技术，此处不再一一赘述。

实际应用中，各个分流模块101可以设置于PWM整流器的交流侧对应相的交流电感器的任一端。图2a至图3中均以分流模块101设置于相应交流电感器的前级为例进行展示，实际应用中，各分流模块101也可以分别设置于相应交流电感器与整流桥交流侧之间，如图4和图5所示；视其具体应用环境而定即可，均在本申请的保护范围内。

其中，图2a、图2b和图4均为三相整流器的情况展示，但图2a和图4中的各个分流模块101均以星形连接方式进行设置，这样任意两相之间流过短路电流时，将均由两个分流模块101串联以实现分压，进而降低各个分流模块101的耐压选型，降低器件成本，其设置方式优于图2b所示的三角形连接方式。

而对于单相整流器的情况而言，其零线与火线之间，若仅设置一个分流模块101，则可以节省结构成本；若设置两个甚至是多个分流模块101串联连接，则可以降低器件耐压，节省器件成本；视其具体应用环境而定即可，均在本申请的保护范围内。

实际应用中，各分流模块101可以均由晶闸管来实现，通过晶闸管其具有耐抗特性，当PWM整流器的直流侧发生短路导致过流时，触发晶闸管导通，将直流侧短路电流分流至这些晶闸管构成的分流模块101，进而避免反向二极管的损坏。

以图2a所示结构为例，图6给出了一种分流模块101的具体结构展示，如图6中所示，每个分流模块101中均包括两个反向并联的晶闸管，这样，不论两相之间的压差如何，均可以实现相应方向的短路电流分流，而且结构简单、实现成本低。

当然，实际应用中，该分流模块101也可以采用其他器件，而且其门极触发可以由任意控制器来实现，均在本申请的保护范围内。

另外，该短路保护装置可以如图2a至图6中所示，位于该PWM整流器的外部，独立于该PWM整流器；也可以位于该PWM整流器的内部，作为该PWM整流器拓扑的一部分(未进行图示)；具体设置方式可以视其应用环境而定，均在本申请的保护范围内。

本发明另一实施例还提供了一种PWM整流器，其主要包括：控制器和主电路；其中：

该主电路的直流侧作为该PWM整流器的直流侧；该主电路的交流侧作为PWM整流器的交流侧，且设置有如上述任一实施例所述的PWM整流器的短路保护装置；该短路保护装置虽然设置于该PWM整流器的交流侧，但其实现的是对于该PWM整流器的直流侧短路保护；其具体结构及原理参见上述实施例即可，此处不再赘述。

该短路保护装置和该主电路均受控于控制器。实际应用中，该PWM整流器内也可以设置有相应的检测模块，以实现相应参数的检测；该PWM整流器的其他设置可以参见现有技术，只要其交流电感器任一侧设置有该短路保护装置即可，均在本申请的保护范围内。

本发明另一实施例还提供了一种PWM整流器的应用系统，其至少包括：系统控制器、PWM整流器和如上述任一实施例所述的PWM整流器的短路保护装置；其中：

该PWM整流器的交流侧设置有电流检测设备，该电流检测设备用于检测该PWM整流器的交流电流，并将其输出至系统控制器。

该PWM整流器的交流侧通过交流开关连接交流电源；该交流开关受控于系统控制器。

该系统控制器能够在该交流电流超过阈值时，向交流开关发送关断信号，控制该交流开关断开，切断该PWM整流器的交流电源输入。

而在该交流开关关断前，由于该短路保护装置的存在，当PWM整流器的直流侧发生短路时，可以由该短路保护装置中的分流模块与PWM整流器构成并联关系，与电网形成回路，分流短路电流，从而减少流经PWM整流器的短路电流，保护功率器件。

该短路保护装置的分流功能，会导致PWM整流器的交流侧电流增大，进而触发交流开关断开；当交流开关关断后，短路电流消失。

本实施例通过上述原理，能够有效降低直流侧短路过程中对于整流桥的短路电流冲击，使整个系统的运行更安全可靠。

实际应用中，上述实施例所提供的该应用系统，具体可以是充电桩内部的功率变换系统，也可以是其他系统，只要包括该PWM整流器即可，该PWM整流器的前级还可以设置有相应的滤波器，该PWM整流器的后级还可以设置有隔离型DCDC变换器，视其具体应用环境而定即可，均在本申请的保护范围内。

需要说明的是，该系统控制器可以与该PWM整流器及其前后级各设备内部的控制器通信连接，进而实现对于该应用系统内各个设备的统一监控和管理；或者，该系统控制器也可以与其他设备内部的控制器集成在一起，而其他设备内部仅设置有相应的主电路及检测模块即可；视其具体的应用环境而定即可，均在本申请的保护范围内。

另外，该短路保护装置可以独立于PWM整流器的外部，也可以集成于PWM整流器的内部，只要设置于PWM交流侧即可，均在本申请的保护范围内。该短路保护装置的通断可以受控于任何控制器，以距离较近的控制器为佳，均在本申请的保护范围内。

实际应用中，该应用系统内，通常在交流开关与交流电源之间还设置有熔断器，如图2a至图6中所示。

值得说明的是，该PWM整流器交流侧的交流开关、熔断器或断路器等，其分断过程一般均需要一定的分断时间，比如ms级别的一段时间，而在这个分断时间内，即可通过该短路保护装置的分流作用来减小PWM整流器内反向二极管上的电流，降低其损坏风险。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于系统或系统实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述得比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。以上所描述的系统及系统实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下，即可以理解并实施。

专业人员还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。

对所公开的实施例的上述说明，本说明书中各实施例中记载的特征可以相互替换或者组合，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。