《一种可控硅桥臂短路保护恢复装置及方法.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《一种可控硅桥臂短路保护恢复装置及方法.pdf（10页珍藏版）》请在专利查询网上搜索。
1、(10)申请公布号 CN 102427214 A (43)申请公布日 2012.04.25 C N 1 0 2 4 2 7 2 1 4 A *CN102427214A* (21)申请号 201110312824.9 (22)申请日 2011.10.17 H02H 3/08(2006.01) H02H 3/06(2006.01) (71)申请人贺川 地址 518053 广东省深圳市南山区沙河侨城 豪苑4栋501室 (72)发明人贺川 (54) 发明名称 一种可控硅桥臂短路保护恢复装置及方法 (57) 摘要 本发明涉及电路过流保护领域，尤其是一种 可控硅桥臂短路保护恢复装置及方法。一种可控 硅桥臂。
2、短路保护恢复装置，包括功率部分，包括与 直流电源连接的变压器，所述的变压器还连接有 变换器，变换器与逆变电路连接；检测部分，包括 与变压器连接的原边电流检测电路以及与变换器 输出端连接的输出电压检测电路，原边电流检测 电路通过AD转换器与限流保护单元连接，输出电 压检测电路通过AD转换器与桥臂短路判断单元 连接；判断执行部分，包括限流保护单元、桥臂短 路判断单元以及PWM发送单元，限流保护单元分 别与桥臂短路判断单元和PWM发送单元连接，桥 臂短路判断单元与PWM发送单元连接，PWM发送单 元分别与可控硅驱动电路，原边变换器功率管驱 动电路连接。 (51)Int.Cl. (19)中华人民共和国。
3、国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书 2 页 说明书 3 页 附图 4 页 CN 102427223 A 1/2页 2 1.一种可控硅桥臂短路保护恢复装置，包括功率部分、检测部分及判断执行部分，其特 征是： 功率部分，包括与直流电源连接的变压器，所述的变压器还连接有变换器，变换器与逆 变电路连接； 检测部分，包括与变压器连接的原边电流检测电路以及与变换器输出端连接的输出电 压检测电路，原边电流检测电路通过AD转换器与限流保护单元连接，输出电压检测电路通 过AD转换器与桥臂短路判断单元电连接； 判断执行部分，包括限流保护单元、桥臂短路判断单元以及PWM发送单元，限流保护单 元分别与桥。
4、臂短路判断单元和PWM发送单元连接，桥臂短路判断单元与PWM发送单元连接， PWM发送单元分别与可控硅驱动电路，原边变换器功率管驱动电路连接，为其提供PWM驱动 信号。 2.根据权利要求1所述的一种可控硅桥臂短路保护恢复装置，其特征是：所述的变压 器是高频变压器。 3.根据权利要求2所述的一种可控硅桥臂短路保护恢复装置，其特征是：所述限流保 护单元输出的原边驱动PWM脉宽值和桥臂短路判断单元输出的短路信号经过与门电路进 入PWM发送单元，为原边变换器功率管驱动电路提供PWM脉冲信号。 4.根据权利要求3所述的一种可控硅桥臂短路保护恢复装置，其特征是：所述的桥臂 短路判断单元输出的可控硅PWM使。
5、能信号和PWM发送单元输出的可控硅控制信号经过与门 电路进入PWM发送单元。 5.根据权利要求1或2或3任一项所述的一种可控硅桥臂短路保护恢复装置，其特征 在于：所述的逆变电路是全桥逆变电路。 6.根据权利要求1或2或3任一项所述的一种可控硅桥臂短路保护恢复装置，其特征 在于：所述的变换器与逆变电路之间还连接有一个电容和二极管。 7.一种可控硅桥臂短路的保护恢复方法，其特征在于包含以下步骤： 步骤一、判断桥臂短路信号是否已设置有效，是则取消桥臂短路信号，打开可控硅PWM 脉宽并结束，否则进入步骤二，当桥臂短路信号已设置时可控硅PWM脉宽被关闭； 步骤二、判断限流信号是否有效，是则进入步骤三，否。
6、则结束，限流保护单元对输入的 原边电流数字量进行比较，大于设置的过流保护点，则将本次脉冲减小至设定值，同时设 置限流信号标志，限流信号标志由桥臂短路判断单元接收，小于设置的过流保护点时不动 作； 步骤三、判断直流电压是否低于短路电压，是则进入步骤四，否则结束，桥臂短路判断 单元，接收到限流信号后进入桥臂短路流程，首先判断直流电压是否低于短路电压的设定 值； 步骤四、继续判断直流电压变化率，如果直流电压变化率小于判断值则进入步骤五，否 则结束，电压变化率判断值m根据公式进行选取； 步骤五、判定桥臂短路发生，将桥臂短路信号设置为有效，输出的可控硅PWM使能信号 处于关闭状态，将可控硅的驱动信号关闭。
7、后结束。 8.根据权利要求7所述的一种可控硅桥臂短路的保护恢复方法，其特征在于：步骤一 权 利 要 求 书CN 102427214 A CN 102427223 A 2/2页 3 在取消桥臂短路信号之前有一个延时步骤。 9.根据权利要求8所述的一种可控硅桥臂短路的保护恢复方法，其特征在于：所述的 短路电压为10V。 10.根据权利要求9所述的一种可控硅桥臂短路的保护恢复方法，其特征在于：所述的 直流电压变化率为2-6。 权 利 要 求 书CN 102427214 A CN 102427223 A 1/3页 4 一种可控硅桥臂短路保护恢复装置及方法 技术领域 0001 本发明涉及电路过流保护领域。
8、，尤其是一种可控硅桥臂短路保护恢复装置及方 法。 背景技术 0002 随着目前高频链逆变器技术的发展，采用高频逆变器技术的逆变器逐渐增多。在 高频变压器后一般通过一个桥式电路将直流电压变换为交流电压，由于可控硅控制比较简 单，并且电流单向流动，常使用可控硅作为桥式电路的开关器件，来完成逆变功能。桥式电 路上同一桥臂的可控硅有可能由于控制信号失误，或负载电路干扰，尤其在并网系统中，电 网条件复杂，更容易导致可控硅的误触发或关断失败。在出现可控硅由于误触发或关断失 败导致同一桥臂将直流电压短路，这就要求有可靠的过流保护措施，来避免因过流导致可 控硅的损坏。因为可控硅是半控器件，目前对可控硅桥式电路。
9、过流保护采取的一种方式是 在桥臂电路中串入电流侦测电路，在可控硅桥式电路中串入可关断器件，发现过流情况发 生，通过可关断器件，将可控硅桥式电路断开，切断电流通路。但这种模式需要在每个桥臂 串入电阻或霍尔电流传感器，并有一个可关断器件，但这样由于串入电阻或可关断器件，增 加了电路的损耗，降低了系统的效率，而且仅仅是保护了可控硅不损坏，却不能及时的自动 恢复。也可以将每个桥臂的2个可控硅的一个换成可关断器件，减少增加可关断器件的损 耗，但可关断器件比如MOFET等又会带来驱动电路的复杂，侦测电流的电阻换成霍尔电流 传感器，以此减少损耗，但也会带来电路的复杂，也导致成本的增加。 发明内容 0003 。
10、本发明需要解决的技术问题是：设计一种可控硅桥臂短路的保护以及恢复正常工 作的，以解决目前的短路保护复杂或损耗增加的问题。 0004 本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种可控硅桥臂短路保护恢复装 置，包括功率部分、检测部分及判断执行部分， 0005 功率部分，包括与直流电源连接的变压器，所述的变压器还连接有变换器，变换器 与逆变电路连接； 0006 检测部分，包括与变压器连接的原边电流检测电路以及与变换器输出端连接的输 出电压检测电路，原边电流检测电路通过AD转换器与限流保护单元连接，输出电压检测电 路通过AD转换器与桥臂短路判断单元连接； 0007 判断执行部分，包括限流保护单元、桥臂。
11、短路判断单元以及PWM发送单元，限流保 护单元分别与桥臂短路判断单元和PWM发送单元连接，桥臂短路判断单元与PWM发送单 元连接，PWM发送单元分别与可控硅驱动电路，原边变换器功率管驱动电路连接，为其提供 PWM驱动信号。 0008 前述的一种可控硅桥臂短路保护恢复装置，优选的变压器是高频变压器。 0009 前述的一种可控硅桥臂短路保护恢复装置，所述限流保护单元输出的原边驱动 说 明 书CN 102427214 A CN 102427223 A 2/3页 5 PWM脉宽值和桥臂短路判断单元输出的短路信号经过与门电路进入PWM发送单元，为原边 变换器功率管驱动电路提供PWM脉冲信号。 0010 。
12、前述的一种可控硅桥臂短路保护恢复装置，所述的桥臂短路判断单元输出的可控 硅PWM使能信号和PWM发送单元输出的可控硅控制信号经过与门电路进入PWM发送单元。 0011 作为优选方案，前述的一种可控硅桥臂短路保护恢复装置的逆变电路优选全桥逆 变电路，所述的变换器与逆变电路之间还连接有一个电容和二极管。 0012 本发明的另一目的是提供一种可控硅桥臂短路的保护恢复方法，包含以下步骤： 0013 步骤一、判断桥臂短路信号是否已设置有效，是则取消桥臂短路信号，打开可控硅 PWM脉宽并结束，否则进入步骤二，当桥臂短路信号已设置时可控硅PWM脉宽被关闭； 0014 步骤二、判断限流信号是否有效，是则进入步。
13、骤三，否则结束， 0015 限流保护单元对输入的原边电流数字量进行比较，大于设置的过流保护点，则将 本次脉冲减小至设定值，同时设置限流信号标志，限流信号标志由桥臂短路判断单元接收， 小于设置的过流保护点时不动作； 0016 步骤三、判断直流电压是否低于短路电压，是则进入步骤四，否则结束， 0017 桥臂短路判断单元，接收到限流信号后进入桥臂短路流程，首先判断直流电压是 否低于短路电压的设定值； 0018 步骤四、继续判断直流电压变化率，如果直流电压变化率小于判断值则进入步骤 五，否则结束，电压变化率判断值m根据公式进行选取， 0019 步骤五、判定桥臂短路发生，将桥臂短路信号设置为有效，输出的。
14、可控硅PWM使能 信号处于关闭状态，将可控硅的驱动信号关闭后结束。 0020 作为优选方案，前述的一种可控硅桥臂短路的保护恢复方法，步骤一在取消桥臂 短路信号之前有一个延时步骤。 0021 前述的一种可控硅桥臂短路的保护恢复方法，所述的短路电压为10V。 0022 作为优选方案，所述的一种可控硅桥臂短路的保护恢复方法中所述的直流电压变 化率为2-6。 附图说明 0023 下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。 0024 图1是本发明一种可控硅桥臂短路保护恢复装置的整体结构框图； 0025 图2是本发明一种可控硅桥臂短路保护恢复装置优选实施例的结构图； 0026 图3是本发明一种可控硅桥臂短路。
15、的保护恢复方法的短路判断及保护恢复流程 图； 0027 图4是本发明一种可控硅桥臂短路的保护恢复方法的过流判断及限流保护流程 图。 具体实施方式 0028 现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的方框示意图， 仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。 说 明 书CN 102427214 A CN 102427223 A 3/3页 6 0029 如图1所示的一种可控硅桥臂短路保护恢复装置，功率部分，包括与直流电源连 接的变压器，所述的变压器还连接有变换器，变换器与逆变电路连接；检测部分，包括与变 压器连接的原边电流检测电路以及与变换器输出端连接的输出电。
16、压检测电路，原边电流检 测电路通过AD转换器与限流保护单元连接，输出电压检测电路通过AD转换器与桥臂短路 判断单元连接；判断执行部分，包括限流保护单元、桥臂短路判断单元以及PWM发送单元， 限流保护单元分别与桥臂短路判断单元和PWM发送单元连接，桥臂短路判断单元与PWM发 送单元连接，PWM发送单元分别与可控硅驱动电路，原边变换器功率管驱动电路连接，为其 提供PWM驱动信号。所述的变压器是高频变压器。前述的一种可控硅桥臂短路保护恢复装 置，所述限流保护单元输出的原边驱动PWM脉宽值和桥臂短路判断单元输出的短路信号经 过与门电路进入PWM发送单元，为原边变换器功率管驱动电路提供PWM脉冲信号。前。
17、述的 一种可控硅桥臂短路保护恢复装置，所述的桥臂短路判断单元输出的可控硅PWM使能信号 和PWM发送单元输出的可控硅控制信号经过与门电路进入PWM发送单元。 0030 如图2所示的一种可控硅桥臂短路保护恢复装置的逆变电路优选全桥逆变电路， 所述的变换器与逆变电路之间还连接有一个电容和二极管。 0031 一种可控硅桥臂短路的保护恢复方法，其短路判断及保护恢复流程图如图3所 示，包含以下步骤： 0032 步骤一、判断桥臂短路信号是否已设置有效，是则取消桥臂短路信号，打开可控硅 PWM脉宽并结束，否则进入步骤二，当桥臂短路信号已设置时可控硅PWM脉宽被关闭； 0033 步骤二、判断限流信号是否有效，。
18、是则进入步骤三，否则结束， 0034 限流保护单元对输入的原边电流数字量进行比较，大于设置的过流保护点，则将 本次脉冲减小至设定值，同时设置限流信号标志，限流信号标志由桥臂短路判断单元接收， 小于设置的过流保护点时不动作； 0035 步骤三、判断直流电压是否低于短路电压，是则进入步骤四，否则结束， 0036 桥臂短路判断单元，接收到限流信号后进入桥臂短路流程，首先判断直流电压是 否低于短路电压的设定值； 0037 步骤四、继续判断直流电压变化率，如果直流电压变化率小于判断值则进入步骤 五，否则结束，电压变化率判断值m根据公式进行选取， 0038 步骤五、判定桥臂短路发生，将桥臂短路信号设置为有。
19、效，输出的可控硅PWM使能 信号处于关闭状态，将可控硅的驱动信号关闭后结束。 0039 前述的一种可控硅桥臂短路的保护恢复方法，步骤一在取消桥臂短路信号之前有 一个延时步骤。 0040 前述的一种可控硅桥臂短路的保护恢复方法，所述的短路电压为10V，直流电压变 化率为4。 0041 以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完 全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术 性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。 说 明 书CN 102427214 A CN 102427223 A 1/4页 7 图1 说 明 书 附 图CN 102427214 A CN 102427223 A 2/4页 8 图2 说 明 书 附 图CN 102427214 A CN 102427223 A 3/4页 9 图3 说 明 书 附 图CN 102427214 A CN 102427223 A 4/4页 10 图4 说 明 书 附 图CN 102427214 A 。