專利名稱：變頻器開關(guān)電源的短路保護電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種變頻器開關(guān)電源，尤其涉及該變頻器開關(guān)電源的短路 保護電路。
背景技術(shù)：
由圖1、圖2可見現(xiàn)有的變頻器開關(guān)電源的短路保護電路的工作原理
如下當士15V， +24V，和四路+25V的IGBT驅(qū)動電源發(fā)生短路時，反饋電 壓+V5F遠低于5V， P麗芯片全占空比輸出，由于短路繞組輸出電流急劇增 加，消耗了變壓器原邊提供的絕大部分能量，其他繞組的電壓也都下降。 由于P麗芯片工作需要10mA左右的工作電流，通過調(diào)整R5的阻值，可以 使得輔助繞組電壓VCC降至P麗芯片工作的最低電壓之下，然后開關(guān)電源 進入重啟階段，直流母線通過Rl給C4充電，當VCC上升到P麗的芯片的 啟動電壓時，開關(guān)電源工作，如果此時繞組短路沒有解除，則重復上述的 過程，VCC電壓再次下降，從而實現(xiàn)了 "打嗝"保護。通過調(diào)整R5的阻值， 能夠?qū)崿F(xiàn)土15V， +24V，和四路+25V的"打嗝"保護；通過調(diào)整R1和C4的 值，可以調(diào)整開關(guān)電源的啟動時間和短路保護發(fā)生時VCC的下降時間，這 樣即使一直短路也不會引起元器件的燒壞。其中PWM控制器由PWM控 制芯片U1，電阻R4和電容C3組成；主功率電路由MOS管M1，反激高 頻變壓器Tl和采樣電阻R8組成；RCD吸收電路有D2， R2和Cl組成； 反饋電路包括光耦TLP781，精密穩(wěn)壓管TL431以及R9， R10， R12， R14， R15， C6禾BC7組成；輸出整流電路，以反饋輸出電壓+5V和一路+24V輸 出表示；+5V整流輸出電路包括整流二極管D5V，整流濾波電容C5V; +24V
3輸出包括整流二極管D24V，直流濾波電容C24V。
但上述的線路結(jié)構(gòu)存在如下的缺陷當+5V發(fā)生短路時，+5V輸出電源 只輸出較低電壓(3V左右)，遠沒達到反饋電壓(5V)，此時P麗芯片全占 空比輸出，輸入能量增加。由于該路輸出電壓較低，雖然發(fā)生短路，但消 耗的能量小于由于P麗全占空比而導致增加的能量，從而其他各路的輸出 電壓都有上升，不能實現(xiàn)"打嗝"保護。造成的后果如下+5V輸出的整流 二極管會被燒壞，+25V的IGBT驅(qū)動電壓上升導致作用在IGBT上的柵級與 源極的電壓l上升，可能導致IGBT的損壞；士15V和+24V電壓的上升可能 導致芯片等元器件的失效。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明需要解決的技術(shù)問題是提供了一種變頻器開關(guān)電源的短路保護 電路，旨在解決上述的問題。
為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的
本發(fā)明包括主功率電路；所述的主功率電路分別連接RCD吸收電路、 PWM控制器以及輸出整流電路； 一個反饋電路分別連接PWM控制器輸出 整流電路； 一個過壓保護電路；所述的過壓保護電路連接PWM控制器和反 饋電路；在所述輸出整流電路的+5V整流輸出電路中，在整流二極管和電 阻之間串接一個可恢復保險絲。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是能夠?qū)崿F(xiàn)對任意一路輸出的 保護，具有完善的保護功能；當短路發(fā)生時，不會引起變頻器操作事故， 也不會引起元器件的失效。
圖1現(xiàn)有技術(shù)中變頻器開關(guān)電源的模塊圖。
圖2是現(xiàn)有技術(shù)中變頻器開關(guān)電源的具體線路圖3是本發(fā)明的模塊圖；圖4是本發(fā)明的具體線路圖；
具體實施例方式
下面結(jié)合附圖與具體實施方式
對本發(fā)明作進一步詳細描述 由圖3、圖4可見本發(fā)明包括主功率電路；所述的主功率電路分別 連接RCD吸收電路、PWM控制器以及輸出整流電路； 一個反饋電路分別 連接PWM控制器輸出整流電路；還包括 一個過壓保護電路；所述的過壓 保護電路連接PWM控制器和反饋電路；在所述輸出整流電路的+5V整流 輸出電路中，在整流二極管D5V和電阻之間串接一個可恢復保險絲Fl;
所述的過壓保護電路包括二極管D4的正極連接PWM控制器的 COMP端，二極管D4的負極連接由電阻R11和電容C5并接的一端；二極 管D4的負極還連接PNP晶體管Ql的基極、NPN晶體管Q2的集電結(jié)以及 電容C9的一端；電阻R11和電容C5并接的另一端連接PNP晶體管Q1的 發(fā)射結(jié)以及電阻R13和電容C8的節(jié)點；PNP晶體管Q1的集電結(jié)連接電容 C8的另一端、NPN晶體管Q2的基極、由電阻R16和電容C10并接的一端 以及穩(wěn)壓管Zl的正極；電阻R13的另一端與穩(wěn)壓管Zl的負極和VCC相 接；電容C9的另一端和NPN晶體管Q2的發(fā)射結(jié)接地；電阻R16和電容 C10并接的另一端接地。
過壓保護電路中的PNP晶體管Ql和NPN晶體管Q2如圖4形成類似 晶閘管工作原理的正反饋電路，當VCC電壓大于穩(wěn)壓管Z1的穩(wěn)定電壓時， Zl導通，觸發(fā)NPN二極管Q2導通，Ql、 Q2由于正反饋迅速導通，D4的 陰極嵌位到低電平；R16和C10起到濾波作用，防止由于干擾產(chǎn)生誤觸發(fā)。
本發(fā)明在電路上設(shè)計了可恢復保險絲Fl和過壓保護電路(由D4， Zl， Ql， Q2， R11，R13， R16, C5， C8， C9，C10組成)。當+5V發(fā)生短路瞬時，可 恢復保險絲F1發(fā)生作用，相當于負載斷開，并且短路瞬時，電容C5V上的 電量下降，+5VF的輸出電壓降低，反饋失效，P麗芯片全占空比輸出，此時輔助繞組VCC電壓上升，當電壓上升到有穩(wěn)壓管Zl設(shè)定的安全電壓時， 過壓保護電路被觸發(fā)，Ql， Q2導通(過壓保護的原理類似可控硅的工作原 理，Ql和Q2組成正反饋電路， 一旦導通后，即使觸發(fā)信號消失，Q1和Q2 仍維持導通)，VCC的電壓被拉低，1腳的電壓也通過二極管D4嵌位至Q2 的飽和導通壓降VCE，開關(guān)電源不工作。只有當重新上電后開關(guān)電源才能再 次工作。
本發(fā)明的工作原理如下
當士15V， +24V,和四路+25V的IGBT驅(qū)動電源發(fā)生短路時，反饋電壓 十V5F遠低于5V， P麗芯片全占空比輸出，由于短路繞組輸出電流急劇增加， 消耗了變壓器原邊提供的絕大部分能量，其他繞組的電壓也都下降。由于 PWM芯片工作需要10mA左右的工作電流，通過調(diào)整R5的阻值，可以使得輔 助繞組電壓VCC降至P麗芯片工作的最低電壓之下，然后開關(guān)電源進入重 啟階段，直流母線通過R1給C4充電，當VCC上升到P麗的芯片的啟動電 壓時，開關(guān)電源工作，如果此時繞組短路沒有解除，則重復上述的過程， VCC電壓再次下降，從而實現(xiàn)了 "打嗝"保護。通過調(diào)整R5的阻值，能夠 實現(xiàn)士15V， +24V,和四路+25V的"打嗝"保護；通過調(diào)整R1和C4的值， 可以調(diào)整開關(guān)電源的啟動時間和短路保護發(fā)生時VCC的下降時間，這樣即 使一直短路也不會引起元器件的燒壞。
當+5V發(fā)生短路時，+5￥輸出電源只輸出3V左右，遠沒達到反饋電壓
(5V)，此時P麗芯片全占空比輸出，輸入能量增加。由于該路輸出電壓較 低，雖然發(fā)生短路，但消耗的能量小于由于P麗全占空比而導致增加的能 量，從而其他各路的輸出電壓都有上升，不能實現(xiàn)"打嗝"保護。造成的 后果如下+5￥輸出的整流二極管會被燒壞，十25V的IGBT驅(qū)動電壓上升導 致作用在IGBT上的柵級與源極的電壓VGH上升，可能導致IGBT的損壞； 土15V禾口+24V電壓的上升可能導致芯片等元器件的失效。為此，在電路上設(shè)計了可恢復保險絲F1和過壓保護電路；當+5V發(fā)生短路瞬時，可恢復保
險絲F1發(fā)生作用，相當于負載斷開，并且短路瞬時，電容C5V上的電量下 降，+5VF的輸出電壓降低，反饋失效，P麗芯片全占空比輸出，此時輔助 繞組VCC電壓上升，當電壓上升到有穩(wěn)壓管Z1設(shè)定的安全電壓時，過壓保 護電路被觸發(fā)，Ql， Q2導通(過壓保護的原理類似可控硅的工作原理，Ql 和Q2組成正反饋電路， 一旦導通后，即使觸發(fā)信號消失，Q1和Q2仍維持 導通)，VCC的電壓被拉低，1腳的電壓也通過二極管D4嵌位至Q2的飽和 導通壓降VCE，開關(guān)電源不工作。只有當重新上電后開關(guān)電源才能再次工作。
權(quán)利要求
1.一種變頻器開關(guān)電源的短路保護電路，包括主功率電路；所述的主功率電路分別連接RCD吸收電路、PWM控制器以及輸出整流電路；一個反饋電路分別連接PWM控制器輸出整流電路；其特征在于還包括一個過壓保護電路；所述的過壓保護電路連接PWM控制器和反饋電路；在所述輸出整流電路的+5V整流輸出電路中，在整流二極管D5V和電阻之間串接一個可恢復保險絲。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的變頻器開關(guān)電源的短路保護電路，其特征在 于所述的過壓保護電路包括二極管D4的正極連接PWM控制器的COMP 端，二極管D4的負極連接由電阻Rll和電容C5并接的一端；二極管D4 的負極還連接PNP晶體管Ql的基極、NPN晶體管Q2的集電結(jié)以及電容 C9的一端；電阻Rll和電容C5并接的另一端連接PNP晶體管Q1的發(fā)射 結(jié)以及電阻R13和電容C8的節(jié)點；PNP晶體管Ql的集電結(jié)連接電容C8 的另一端、NPN晶體管Q2的基極、由電阻R16和電容C10并接的一端以 及穩(wěn)壓管Zl的正極；電阻R13的另一端與穩(wěn)壓管Zl的負極和VCC相接； 電容C9的另一端和NPN晶體管Q2的發(fā)射結(jié)接地；電阻R16和電容C10 并接的另一端接地。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種變頻器開關(guān)電源的短路保護電路，包括主功率電路；所述的主功率電路分別連接RCD吸收電路、PWM控制器以及輸出整流電路；一個反饋電路分別連接PWM控制器輸出整流電路；還包括一個過壓保護電路；所述的過壓保護電路連接PWM控制器和反饋電路；在所述輸出整流電路的+5V整流輸出電路中，在整流二極管D5V和電阻之間串接一個可恢復保險絲；本發(fā)明的有益效果是能夠?qū)崿F(xiàn)對任意一路輸出的保護，具有完善的保護功能；當短路發(fā)生時，不會引起變頻器操作事故，也不會引起元器件的失效。
文檔編號H02H7/12GK101552452SQ200910045678
公開日2009年10月7日 申請日期2009年1月16日 優(yōu)先權(quán)日2009年1月16日
發(fā)明者勇 徐, 成愛軍, 蔡新波, 金辛海 申請人:上海新時達電氣股份有限公司;上海辛格林納新時達電機有限公司