一种交流输入突变保护电路

文档序号:1907484 发布日期:2021-11-30 浏览:21次 >En<

阅读说明:本技术 一种交流输入突变保护电路 (Alternating current input sudden change protection circuit ) 是由 张岩 郭卫农 李爽 丁春松 于 2021-09-02 设计创作,主要内容包括:本发明涉及电力电网技术领域,具体涉及一种交流输入突变保护电路,包括保护电路,用于输入电压到母线电容形成通路,在输入电压突然变大时,以使得PFC电路的输入侧电压被钳位在母线电压;输入电压检测电路,用于检测输入电压的变化,并依据检测结果进行PFC级电路的开关管驱动关断;母线电压检测电路,用于检测母线电压的变化;泄放电路,用于依据所述母线电压检测电路的检测结果驱动开关管进行放电,以使得母线电压降低,并在电压降低到设定值时停止放电。本发明可对电网出现N线与L2或者L3短路的工况进行有效的电路保护,同时还可对输入测开关管和母线电容进行保护,具有很强的市场应用前景。(The invention relates to the technical field of power grids, in particular to an alternating current input sudden change protection circuit which comprises a protection circuit, a voltage limiting circuit and a voltage regulating circuit, wherein the protection circuit is used for inputting voltage to a bus capacitor to form a passage, and when the input voltage suddenly becomes large, the voltage of the input side of a PFC circuit is clamped at the bus voltage; the input voltage detection circuit is used for detecting the change of the input voltage and switching off the switching tube of the PFC level circuit according to the detection result; the bus voltage detection circuit is used for detecting the change of the bus voltage; and the bleeder circuit is used for driving the switching tube to discharge according to the detection result of the bus voltage detection circuit so as to reduce the bus voltage and stop discharging when the voltage is reduced to a set value. The invention can effectively protect the circuit of the working condition that the N line and L2 or L3 are short-circuited in the power grid, and can protect the input measurement switch tube and the bus capacitor, thereby having strong market application prospect.)

一种交流输入突变保护电路

技术领域

本发明涉及电力电网技术领域,具体涉及一种交流输入突变保护电路。

背景技术

电网一般有L1,L2,L3三根火线和一根零线N及地线PE,对于单相输入的电源,假定交流输入的两相分别是L1线和N线,当电网出现故障,N线与L2或者L3短路时,电源的输入电压由电网的相电压变成线电压,电压幅值变为原来的1.732倍,持续时间为毫秒级。

现有的方案主要采用压敏电阻和气体放电管进行保护,主要针对微秒级的雷击浪涌故障,压敏电阻一般有使用次数,多次放电后电路会失效,另外现有技术没有对开关管以及后级的母线电容进行专门保护,实际工况中开关管和后级的母线电容容易损坏。

发明内容

针对现有技术的不足,本发明公开了一种交流输入突变保护电路,用于解决现有技术采用压敏电阻和气体放电管进行保护时,压敏电阻一般有使用次数,多次放电后电路会失效的问题,以及现有技术没有对开关管以及后级的母线电容进行专门保护,导致实际工况中开关管和后级的母线电容容易损坏的问题。

本发明通过以下技术方案予以实现:

本发明提供了一种交流输入突变保护电路,包括

保护电路,用于输入电压到母线电容形成通路,在输入电压突然变大时,以使得PFC电路的输入侧电压被钳位在母线电压;

输入电压检测电路,用于检测输入电压的变化,并依据检测结果进行PFC级电路的开关管驱动关断;

母线电压检测电路,用于检测母线电压的变化;

泄放电路,用于依据所述母线电压检测电路的检测结果驱动开关管进行放电,以使得母线电压降低,并在电压降低到设定值时停止放电。

更进一步的,所述保护电路采用多个二极管组合或单个整流桥,使得输入电压到母线电容形成通路,当输入电压突然变大时,输入电流给母线电容充电,使得在PFC电路的输入侧电压被钳位在母线电压。

更进一步的,在PFC级电路中如果有和二极管并联的MOS的反并联二极管,则此二极管可以取消。

更进一步的,所述输入电压检测电路包括电压检测电路和比较电路。

更进一步的,所述电压检测电路的前级电压采样选择差分电路或采样芯片,在进行差分电路采样时,运放的同向输入端设置偏置电压,以使得输出电压均大于0V。

更进一步的,所述比较电路采用运放比较器或其他控制芯片,所述比较电路连接到PFC级开关管的驱动芯片使能脚,其输出用于关断PFC级开关管的驱动。

更进一步的,所述运放比较器,用于应对输入电压突变到正的大电压及输入电压突变到负的大电压。

更进一步的,所述母线电压检测电路前级采用差分电路或采样芯片进行采样,后级比较电路采用运放比较器或其他控制芯片。

更进一步的,所述比较电路输出用于泄放电路开关管的驱动,当母线电压大于阈值时,开关管导通,通过泄放电路进行放电,母线电压降低,当母线电压降低到设定值时,开关管关断。

更进一步的,所述交流输入突变保护电路进行应用时,选用保护电路、保护电路、母线电压检测电路和泄放电路中的一种或多种。

本发明的有益效果为:

本发明可对电网出现N线与L2或者L3短路的工况进行有效的电路保护。当电网故障时,输入电压突然变大,变大后的输入电压经由保护电路中的二极管进入母线电容,保护输入侧的开关管,同时根据输入电压的变化以微秒级的速度硬件上关闭开关管,当母线电容电压超过额定电压时,同样采用硬件保护的方式,给母线电容放电。当母线电容电压降低到一定程度时,停止对母线电容的放电,具有很强的市场应用前景。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术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是一种交流输入突变保护电路原理框图;

图2是一种交流输入突变保护电路原理图;

图3是本发明实施例输入电压检测及封波电路图;

图4是本发明实施例母线电压检测及封波电路图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,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。

实施例1

本实施例公开如图1及2所示的一种交流输入突变保护电路,包括保护电路、输入电压检测电路、母线电压检测电路及泄放电路。

本实施例保护电路,用于输入电压到母线电容形成通路,在输入电压突然变大时,以使得PFC电路的输入侧电压被钳位在母线电压;

本实施例保护电路,用于检测输入电压的变化,并依据检测结果进行PFC级电路的开关管驱动关断;

本实施例母线电压检测电路,用于检测母线电压的变化;

本实施例泄放电路,用于依据所述母线电压检测电路的检测结果驱动开关管进行放电,以使得母线电压降低,并在电压降低到设定值时停止放电。

本实施例解决现有技术采用压敏电阻和气体放电管进行保护,主要针对微秒级的雷击浪涌故障,进行保护时压敏电阻一般有使用次数限制,多次放电后电路会失效。

本实施例对开关管以及后级的母线电容进行专门保护,增加了电路的安全性。

实施例2

在具体实施层面,本实施例提供一种保护电路,所述采用四个二极管或者一个整流桥,使得输入电压到母线电容形成通路,当输入电压突然变大时,输入电流经过D1-D4给母线电容充电,使得在PFC电路的输入侧电压被钳位在母线电压。

本实施例中,在PFC级电路中如果有和二极管并联的MOS的反并联二极管,则此二极管可以取消,比如实际示例电路中D3、D4可以取消。

实施例3

在具体实施层面,本实施例提供一种输入电压检测电路,如图3所示,本实施例输入电压检测电路主要用来检测输入电压的变化,然后进行PFC级电路的开关管驱动关断。

本实施例输入电压检测电路主要包括电压检测和比较两部分,前级电压采样为了快速响应输入电压,可以采用差分电路采样,也可以采用其他采样芯片进行采样。

本实施例采用差分电路采样时,运放的同向输入端增加一个偏置电压,使得输出电压均在0V以上。

本实施例后级比较电路可以采用运放比较器也可以采用其他控制芯片。

本实施例比较电路采用了两个比较器,这主要是对应于输入电压突变时,可能是突变到正的大电压,也可能是突变到负的大电压。

本实施例U2A主要应对输入电压突变到正的大电压,U2B主要应对输入电压突变到负的大电压。

本实施例输入电压的保护值由R18,R21,R22确定。比较电路输出用于关断PFC级开关管的驱动,可以连接到PFC级开关管的驱动芯片使能脚,也可以与驱动信号以与的方式连接。

本实施例输入电压检测及封波电路只画出了Q1 Q2的驱动电路,Q3 Q4的驱动电路和Q1 Q2的驱动电路类似。

实施例4

在具体实施层面,本实施例提供一种母线电压检测电路及泄放电路,如图4所示本实施例母线电压检测电路主要用来检测母线电压的变化,最终驱动泄放电路的开关管。

本实施例母线电压检测电路前级为了快速响应母线电压,可以采用差分电路采样,也可以采用其他采样芯片进行采样,后级比较电路可以采用运放比较器也可以采用其他控制芯片,比较电路输出用于泄放电路开关管的驱动。

本实施例开关管可以采用MOSFET、IGBT,或者其他全控型开关器件,电阻R6可以根据输入电压、母线电容的大小进行选型。

本实施例中,当母线电压大于一定值时,Q5导通,通过泄放电路进行放电,母线电压降低,当母线电压降低到一定程度时,Q5关断。

本实施例使得母线电压一直在一个可控的范围内,保证后级的电路正常运行。

本实施例保护阈值由R17,R19,R20决定。

实施例5

本实施例提供一种交流输入突变保护电路,在实际的应用时,四部分电路可以全部采用,也可以只采用部分电路,可以进行排列组合,比如只有保护电路,或者有保护电路及输入电压检测电路等。

综上,本发明可对电网出现N线与L2或者L3短路的工况进行有效的电路保护。当电网故障时,输入电压突然变大,变大后的输入电压经由保护电路中的二极管进入母线电容,保护输入侧的开关管,同时根据输入电压的变化以微秒级的速度硬件上关闭开关管,当母线电容电压超过额定电压时,同样采用硬件保护的方式,给母线电容放电。当母线电容电压降低到一定程度时,停止对母线电容的放电,具有很强的市场应用前景。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

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