專利名稱：一種vienna整流器逐波限流保護的方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及開關(guān)電源電流保護技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種VIENNA整流器逐波限流 保護的方法和裝置。
背景技術(shù)：
自從PWM(Pulse Width Modulation，脈寬調(diào)制)控制技術(shù)引入開關(guān)電源領(lǐng)域以來， 因直接電流控制技術(shù)使電網(wǎng)側(cè)電流動態(tài)、靜態(tài)性能得到提高，也使電網(wǎng)側(cè)電流控制對系統(tǒng) 參數(shù)不敏感，增強電流控制系統(tǒng)魯棒性得到廣泛關(guān)注。隨著數(shù)字開關(guān)電源技術(shù)的發(fā)展，對產(chǎn) 品的性能和可靠性要求越來越高，而現(xiàn)有的電流保護方法和各自的缺點如下現(xiàn)有技術(shù)方案之一通過電流檢測，利用PWM控制調(diào)節(jié)電流大小。本方案存在調(diào)節(jié) 時間過長、過載或大電流時間過長等風險，控制系統(tǒng)無法在極短的時間內(nèi)做出判斷，功率管 極有可能在此時間內(nèi)燒壞?，F(xiàn)有技術(shù)方案之二硬件過流打嗝保護。本方案對于短路情況是有效的，但對于負 載電流的持續(xù)增加是不能做到保護的，因為打嗝保護是長時間間歇性的，封鎖驅(qū)動要經(jīng)過 毫秒級的時間才能放開，這種保護控制方式不能達到電流連續(xù)變化的效果。而且，在大電流 的間隙中會不斷沖擊功率開關(guān)管造成損壞，也會影響輸入側(cè)電網(wǎng)電流畸變性能指標。現(xiàn)有技術(shù)方案之三應(yīng)用于二極管中點箝位型多電平變換器的逐波限流控制，與 中點箝位型逆變器拓撲相關(guān)，側(cè)重延時控制電路，控制方法復雜。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是，提供一種VIENNA整流器逐波限流保護的方法和裝 置，在有效保護主功率電路中的開關(guān)管不受過流損壞的同時，保持輸入電流連續(xù)變化。本發(fā)明采用的技術(shù)方案是，所述VIENNA整流器逐波限流保護的方法，包括當主功率電路的三相輸入電流在一個開關(guān)周期內(nèi)超過過流保護閾值電流并達到 一定時間時，停止驅(qū)動主功率電路的開關(guān)管；當主功率電路的三相輸入電流回落到過流保護閾值電流及以下，且開關(guān)管驅(qū)動控 制信號在一個開關(guān)周期內(nèi)達到穩(wěn)定時，重新驅(qū)動主功率電路的開關(guān)管。所述一定時間為9 15納秒。所述開關(guān)管驅(qū)動控制信號在一個開關(guān)周期內(nèi)達到穩(wěn)定包括一個開關(guān)周期內(nèi)的首個所述驅(qū)動控制信號的上升沿到最后一個所述驅(qū)動控制信 號的下降之間的持續(xù)時間達到10 18納秒時，表明所述驅(qū)動控制信號已在一個開關(guān)周期 內(nèi)達到穩(wěn)定。本發(fā)明還提供一種VIENNA整流器逐波限流保護的裝置，包括驅(qū)動使能單元、逐 波限流單元和限流比較單元，其中，限流比較單元，用于根據(jù)主功率電路中的三相輸入電流產(chǎn)生逐波限流使能信號輸 出到逐波限流單元；
驅(qū)動使能單元，用于根據(jù)開關(guān)管驅(qū)動電路中的開關(guān)管驅(qū)動控制信號產(chǎn)生逐波驅(qū)動 使能信號輸出到逐波限流單元；逐波限流單元，用于將根據(jù)逐波驅(qū)動使能信號和逐波限流使能信號對開關(guān)管驅(qū)動 控制信號進行輸出控制。所述限流比較單元包括三個比較器，三相輸入電流分別輸入到三個比較器的負輸 入端，過流保護閾值電流輸入到三個比較器的正輸入端，當所述輸入電流超過過流保護閾 值電流時，所述比較器輸出逐波限流使能信號到逐波限流單元。所述驅(qū)動使能單元包括三個并聯(lián)的二極管，三個開關(guān)管驅(qū)動控制信號分別與三個 二極管的正極相連，一個開關(guān)周期內(nèi)的首個所述驅(qū)動控制信號的上升沿觸發(fā)一個逐波驅(qū)動 使能信號，且在最后一個所述驅(qū)動控制信號的下降沿觸發(fā)所述逐波驅(qū)動使能信號結(jié)束，三 個二極管的負極匯成一路，將所述逐波驅(qū)動使能信號輸出到逐波限流單元。所述驅(qū)動使能單元包括兩個級聯(lián)的或門，兩路所述驅(qū)動控制信號輸入到第一或門 的兩個輸入端，第一或門的兩個輸出端匯為一路連接到第二或門的一個輸入端，剩下的一 路所述驅(qū)動控制信號輸入到第二或門的另一個輸入端，最終由第二或門輸出逐波驅(qū)動使能 信號到逐波限流單元。所述逐波限流單元包括一個D觸發(fā)器和三個與非門，其中，D觸發(fā)器的清零端口輸 入逐波驅(qū)動使能信號，時鐘端口輸入逐波限流使能信號，D端口輸入高電平，Q輸出端口分 別連接三個與非門的一個輸入端，三個開關(guān)管驅(qū)動控制信號分別接入三個與非門的另一個 輸入端；當逐波限流使能信號有效且持續(xù)第一穩(wěn)定時間時，D觸發(fā)器停止輸出開關(guān)管驅(qū)動 控制信號；在逐波限流使能信號無效的情況下，當逐波驅(qū)動使能信號有效且持續(xù)第二穩(wěn)定時 間時，D觸發(fā)器重新恢復傳遞開關(guān)管驅(qū)動控制信號的功能。所述第一穩(wěn)定時間為9 15納秒，所述第二穩(wěn)定時間為10 18納秒。本發(fā)明還提供一種具有所述限流保護裝置的開關(guān)管驅(qū)動電路，開關(guān)管驅(qū)動電路包 括電壓采樣單元、電流采樣單元、智能單元和功率管驅(qū)動單元，智能單元依次通過驅(qū)動使能 單元和逐波限流單元連接到功率管驅(qū)動單元，電流采樣單元還通過限流比較單元連接到逐 波限流單元，其中，電流采樣單元，用于將主功率電路的三相輸入電流分別輸入到智能單元和限流比 較單元；智能單元，用于根據(jù)由電流采樣單元輸入的所述三相輸入電流、由電壓采樣單元 輸入的主功率電路的三相輸入電壓和正負母線電壓，向逐波限流單元輸出開關(guān)管驅(qū)動控制 信號；驅(qū)動使能單元，用于根據(jù)開關(guān)管驅(qū)動控制信號產(chǎn)生逐波驅(qū)動使能信號輸出到逐波 限流單元；限流比較單元，用于根據(jù)三相輸入電流產(chǎn)生逐波限流使能信號輸出到逐波限流單 元；逐波限流單元，用于根據(jù)逐波驅(qū)動使能信號和逐波限流使能信號控制向功率管驅(qū) 動單元輸出的開關(guān)管驅(qū)動控制信號。
采用上述技術(shù)方案，本發(fā)明至少具有下列優(yōu)點本發(fā)明結(jié)合目前數(shù)字開關(guān)電源的發(fā)展，提出所述VIENNA整流器逐波限流保護的 方法和裝置，當主功率電路的三相輸入電流在一個開關(guān)周期內(nèi)超過過流保護閾值電流并達 到一定時間時，停止驅(qū)動主功率電路的開關(guān)管；當主功率電路的三相輸入電流回落到過流 保護閾值電流及以下，且開關(guān)管驅(qū)動控制信號在一個開關(guān)周期內(nèi)達到穩(wěn)定時，重新驅(qū)動主 功率電路的開關(guān)管。由于本發(fā)明是根據(jù)開關(guān)周期內(nèi)即一個脈沖周期內(nèi)的三相輸入電流對開 關(guān)管驅(qū)動信號進行的調(diào)整，在有效保護主功率電路中的開關(guān)管不受過流損壞的同時，達到 輸入電流連續(xù)變化的效果。當主功率電路由于故障出現(xiàn)短路時，本發(fā)明能夠在開關(guān)周期內(nèi) 做出反應(yīng)，保證單脈沖短路電流都在允許范圍之內(nèi)，具有短路保護功能，提高了開關(guān)電源及 功率器件的可靠性。


圖1為VIENNA整流器的主功率電路拓撲結(jié)構(gòu)圖；圖2為本發(fā)明第一實施例所述VIENNA整流器逐波限流保護的裝置與主功率電路 開關(guān)管驅(qū)動電路的連接關(guān)系示意圖；圖3為本發(fā)明第一實施例所述VIENNA整流器逐波限流保護的裝置組成結(jié)構(gòu)示意 圖；圖4為逐波驅(qū)動使能信號elk與三路開關(guān)管驅(qū)動控制信號之間的關(guān)系示意圖；圖5為逐波限流過程示意圖；圖6為本發(fā)明第二實施例所述VIENNA整流器逐波限流保護的裝置中驅(qū)動使能單 元的組成結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式為更進一步闡述本發(fā)明為達成預(yù)定目的所采取的技術(shù)手段及功效，以下結(jié)合附圖 及較佳實施例，對本發(fā)明提出的所述VIENNA整流器逐波限流保護的方法和裝置，詳細說明 如后。VIENNA整流器的主功率電路拓撲結(jié)構(gòu)如圖1所示，其三相輸入電流第一輸入電 流la、第二輸入電流Ib和第三輸入電流Ic將由電流采樣單元采樣后輸入到智能單元，電壓 采樣單元將采樣得到的主功率電路的三相輸入電壓第一輸入電壓Va、第二輸入電壓Vb和 第三輸入電壓Vc，以及主功率電路的正負母線電壓E/2輸入到智能單元?，F(xiàn)有的主功率電路開關(guān)管驅(qū)動電路包括電壓采樣單元、電流采樣單元、智能單元 和功率管驅(qū)動單元。電壓采樣單元可以由采樣電阻和集成運算放大器組成，電流采樣單元 可以由電流霍爾傳感器、互感器和取樣電阻三者中的任一個以及集成運算放大器、直流偏 置電路組成。智能單元通常選用TI公司的TMS320F280X系列的DSC實現(xiàn)。本發(fā)明第一實施例，一種VIENNA整流器逐波限流保護的裝置，與現(xiàn)有的主功率電 路開關(guān)管驅(qū)動電路的連接關(guān)系如圖2所示。本裝置包括驅(qū)動使能單元、逐波限流單元和限 流比較單元，如圖3所示，其中，1)限流比較單元，與電流采樣單元的輸出相連，用于根據(jù)電流采樣單元采集的三 相輸入電流產(chǎn)生逐波限流使能信號輸出到逐波限流單元；
限流比較單元具體包括三個比較器，三相輸入電壓1a、Ib和Ic分別輸入到三個比 較器的負輸入端，過流保護閾值電流與三個比較器的正輸入端相連，當三相輸入電壓中的任 意一路超過過流保護閾值電流時，該路比較器輸出逐波限流使能信號clr到逐波限流單元。2)驅(qū)動使能單元，與智能單元的輸出相連，用于根據(jù)智能單元輸出的三路開關(guān) 管驅(qū)動控制信號第一驅(qū)動控制信號PWM1、第二驅(qū)動控制信號PWM2和第三驅(qū)動控制信號 PWM3，產(chǎn)生逐波驅(qū)動使能信號elk輸出到逐波限流單元；驅(qū)動使能單元具體包括三個并聯(lián)的二極管，三個開關(guān)管驅(qū)動控制信號分別與三個 二極管的正極相連，一個開關(guān)周期內(nèi)的首個開關(guān)管驅(qū)動控制信號的上升沿觸發(fā)一個逐波 驅(qū)動使能信號clk，且在最后一個開關(guān)管驅(qū)動控制信號的下降沿觸發(fā)該逐波驅(qū)動使能信號 elk結(jié)束，三個二極管的負極匯成一路，將該逐波驅(qū)動使能信號elk輸出到逐波限流單元。 逐波驅(qū)動使能信號elk與三路開關(guān)管驅(qū)動控制信號之間的關(guān)系如圖4所示。3)逐波限流單元，用于將根據(jù)逐波驅(qū)動使能信號和逐波限流使能信號對向功率管 驅(qū)動單元輸出的開關(guān)管驅(qū)動控制信號進行輸出控制。逐波限流單元包括一個D觸發(fā)器和三個與非門，其中，D觸發(fā)器的清零端口 CLR輸 入逐波驅(qū)動使能信號，時鐘端口 CLK輸入逐波限流使能信號，D端口輸入高電平，Q輸出端口 分別連接三個與非門的一個輸入端，三個與非門的另一個輸入端分別連接三個開關(guān)管驅(qū)動 控制信號，與非門的輸出端連接到功率管驅(qū)動單元；本實施例中逐波限流單元的工作過程如下當逐波限流使能信號clr有效且持續(xù)第一穩(wěn)定時間時，D觸發(fā)器停止輸出開關(guān)管 驅(qū)動控制信號。該第一穩(wěn)定時間為9 15納秒，第一穩(wěn)定時間與D觸發(fā)器產(chǎn)品的型號參數(shù) 有關(guān)，本實施例中，優(yōu)選為TI的SN74AH74型號的D觸發(fā)器，其清零端口 CLR的穩(wěn)定時間為 10納秒。在逐波限流使能信號clr無效的情況下，當逐波驅(qū)動使能信號elk有效且持續(xù)第 二穩(wěn)定時間時，D觸發(fā)器重新恢復向功率管驅(qū)動單元傳遞開關(guān)管驅(qū)動控制信號的功能。該 第二穩(wěn)定時間為10 18納秒。現(xiàn)給出表格描述各個信號的電平狀態(tài)，若開關(guān)管驅(qū)動控制信號PWM為0，則開關(guān)管 驅(qū)動信號Q為0 ；當開關(guān)管驅(qū)動控制信號PWM為1時，經(jīng)過逐波限流單元輸出開關(guān)管驅(qū)動信 號Q的電平狀態(tài)如表1所示表1逐波限流控制單元輸出開關(guān)管驅(qū)動信號的電平狀態(tài) 由此可知，逐波限流單元輸出的開關(guān)管驅(qū)動信號Q對限制三相輸入電流，保護開 關(guān)管起到了很好的效果，如圖5所示，主功率電路中實際采集的三相輸入電流在第一個開 關(guān)周期內(nèi)沒有達到過流保護閾值，逐波限流單元實際輸出的開關(guān)管驅(qū)動信號Q與開關(guān)管驅(qū) 動控制信號PWM相同，在第二個開關(guān)周期內(nèi)，三相輸入電流達到過流保護閾值并還有上升 的趨勢，逐波限流單元經(jīng)過判斷后停止了開關(guān)管驅(qū)動信號Q的輸出，即開關(guān)管驅(qū)動控制信 號PWM與實際輸出的開關(guān)管驅(qū)動信號Q不同了，在第二個開關(guān)周期剩下的時間內(nèi)，三相輸入 電流逐漸減小。在第三個開關(guān)周期開始時，逐波限流單元又判斷出三相輸入電流已經(jīng)回落 到過流保護閾值以下并穩(wěn)定時，會重新恢復對開關(guān)管驅(qū)動控制信號PWM的輸出，此時，開關(guān) 管驅(qū)動信號Q即為開關(guān)管驅(qū)動控制信號PWM，以此類推，本發(fā)明能夠使主功率電路的開關(guān)管 得到過流保護，且三相輸入電流在過流保護閾值范圍內(nèi)連續(xù)變化。本發(fā)明第二實施例，一種VIENNA整流器逐波限流保護的裝置，與第一實施例大致 相同，區(qū)別僅在于，驅(qū)動使能單元的組成和連接方式不同。本實施例中，驅(qū)動使能單元包括 兩個級聯(lián)的或門，如圖6所示，第一驅(qū)動控制信號PWMl和第二驅(qū)動控制信號PWM2輸入到第 一或門1的兩個輸入端，第一或門1的兩個輸出端匯為一路連接到第二或門2的一個輸入 端，第三驅(qū)動控制信號PWM3輸入到第二或門2的另一個輸入端，最終由第二或門2輸出逐 波驅(qū)動使能信號elk到逐波限流單元。本發(fā)明第三實施例，本實施例是在第一、二實施例的基礎(chǔ)上總結(jié)的一種VIENNA整 流器逐波限流保護的方法，具體包括當主功率電路的三相輸入電流在一個開關(guān)周期內(nèi)超過過流保護閾值電流并達到 一定時間時，停止驅(qū)動主功率電路的開關(guān)管。該一定時間可以為9 15納秒。當主功率電路的三相輸入電流回落到過流保護閾值電流及以下，且開關(guān)管驅(qū)動控 制信號在一個開關(guān)周期內(nèi)達到穩(wěn)定時，重新驅(qū)動主功率電路的開關(guān)管。如圖4所示，開關(guān)管驅(qū)動控制信號在一個開關(guān)周期內(nèi)達到穩(wěn)定是指一個開關(guān)周 期內(nèi)的首個所述驅(qū)動控制信號的上升沿到最后一個所述驅(qū)動控制信號的下降之間的持續(xù) 時間達到10 18納秒時，表明所述驅(qū)動控制信號已在一個開關(guān)周期內(nèi)達到穩(wěn)定。本發(fā)明第四實施例，一種具有所述限流保護裝置的主功率電路開關(guān)管驅(qū)動電路， 如圖2所示，主功率電路開關(guān)管驅(qū)動電路包括電壓采樣單元、電流采樣單元、智能單元和功 率管驅(qū)動單元，智能單元依次通過驅(qū)動使能單元和逐波限流單元連接到功率管驅(qū)動單元， 電流采樣單元還通過限流比較單元連接到逐波限流單元，其中，電壓采樣電路，用于采集主功率電路的三相輸入電壓和正負母線電壓輸出到智能 單元；電流采樣單元，用于將主功率電路的三相輸入電流分別輸出到智能單元和限流比 較單元；智能單元，用于根據(jù)主功率電路的三相輸入電流、三相輸入電壓和正負母線電壓 向逐波限流單元輸出開關(guān)管驅(qū)動控制信號；驅(qū)動使能單元，用于根據(jù)開關(guān)管驅(qū)動控制信號產(chǎn)生逐波驅(qū)動使能信號輸出到逐波 限流單元；限流比較單元，用于根據(jù)三相輸入電流產(chǎn)生逐波限流使能信號輸出到逐波限流單 元；
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逐波限流單元，用于根據(jù)逐波驅(qū)動使能信號和逐波限流使能信號控制向功率管驅(qū) 動單元輸出的開關(guān)管驅(qū)動控制信號。功率管驅(qū)動單元，用于對開關(guān)管驅(qū)動控制信號進行放大處理得到開關(guān)管驅(qū)動信 號，輸出到主功率電路的開關(guān)管驅(qū)動端。下面描述一下第四實施例中所述開關(guān)管驅(qū)動電路產(chǎn)生開關(guān)管驅(qū)動控制信號的過 程，包括如下具體步驟步驟1 將主功率電路三相輸入電流ia、ib、i。、三相輸入電壓va、vb, V。及正負母 線電壓E/2經(jīng)由電流和電壓采樣電路送至智能單元，智能單元對這些輸入變量進行處理、 根據(jù)相應(yīng)的控制算法計算出占空比，輸出三路開關(guān)管驅(qū)動控制信號第一驅(qū)動控制信號 PWMl、第二驅(qū)動控制信號PWM2和第三驅(qū)動控制信號PWM3。在電感電流連續(xù)模式時，計算占空比的公式如下 式中da、db、dc為三相整流器各相開關(guān)脈沖占空比，sign(ia)、sign(ib)、sign(ic)
為整流器三相輸入電流方向值，具體取值如下
當& <0時；
sign(ib) = h 當夂 20時； sign (ib) = 一1，當 ib < 0時；
sign (ic) = 1,當(乏0時； _sign(ic) ^ ~h 當 時；步驟2 三相輸入電流ia、ib、i。經(jīng)電流采樣單 檢測輸入至智能單元處理，同時也 送至限流比較單元的輸入端，與過流保護閾值電流進行比較。若三相輸入電流值均未超過 過流保護閾值電流，則限流比較單元輸出電平為高電平；一旦輸入電流超過過流保護閾值 電流，則限流比較單元輸出低電平，即輸出逐波限流使能信號clr有效，逐波限流使能信號 clr低電平有效。步驟3 =D觸發(fā)器的輸出由逐波限流使能信號clr和逐波驅(qū)動使能信號elk來控 制，逐波限流使能信號clr優(yōu)先級高、逐波驅(qū)動使能信號elk優(yōu)先級低，具體情況請見表1。 當D觸發(fā)器收到逐波限流使能信號clr有效9 15納秒以上，逐波限流單元封鎖該開關(guān)周 期內(nèi)所有的開關(guān)管驅(qū)動信號第一驅(qū)動信號Q1、第二驅(qū)動信號Q2和第三驅(qū)動信號Q3，否則 維持先前的工作狀態(tài)。此時，智能單元仍計算控制環(huán)路的占空比大小、正常輸出第一驅(qū)動控 制信號PWMl、第二驅(qū)動控制信號PWM2和第三驅(qū)動控制信號PWM3脈沖波，但實際輸出的第一
1313213 113213113 2131313驅(qū)動信號Q1、第二驅(qū)動信號Q2和第三驅(qū)動信號Q3由逐波限流單元控制，如圖5逐波限流原 理所示，在一個開關(guān)周期內(nèi)，當輸入電流過流時，實際輸出的開關(guān)管驅(qū)動信號比智能單元輸 出的開關(guān)管驅(qū)動控制信號要小甚至可以全部關(guān)閉。實際開關(guān)管驅(qū)動信號Ql Q3經(jīng)由功率 管驅(qū)動單元放大得到驅(qū)動電流drvl drv3，分別連接到圖1中的第一開關(guān)管驅(qū)動端DRVl、 第二開關(guān)管驅(qū)動端DRV2和第三開關(guān)管驅(qū)動端DRV3，直接控制主功率電路的開關(guān)管。步驟4 檢測三相輸入電流的大小，比較器若判斷任一相輸入電流仍大于或等于 過流保護閥值，即逐波限流使能信號clr有效，則逐波限流單元繼續(xù)停止輸出該開關(guān)周期 內(nèi)的開關(guān)管驅(qū)動信號；反之，若三相輸入電流均恢復正常范圍，限流比較單元輸出的逐波限 流使能信號clr翻轉(zhuǎn)為高電平，無效。驅(qū)動使能電路時刻檢測三路開關(guān)管驅(qū)動控制信號，當三路驅(qū)動控制信號的首個上 升沿時刻即輸出逐波驅(qū)動使能信號clk，具體原理如圖4所示。若逐波驅(qū)動使能信號elk高 電平維持10 18納秒以上，并且逐波限流使能信號clr為高電平狀態(tài)時，逐波限流單元重 新恢復對開關(guān)管驅(qū)動信號的輸出，否則仍然維持先前狀態(tài)，停止輸出該開關(guān)周期內(nèi)的開關(guān) 管驅(qū)動信號。由于本發(fā)明是根據(jù)開關(guān)周期內(nèi)即一個脈沖周期內(nèi)的三相輸入電流對開關(guān)管驅(qū)動 信號進行的調(diào)整，在有效保護主功率電路中的開關(guān)管不受過流損壞的同時，達到輸入電流 連續(xù)變化的效果。當主功率電路由于故障出現(xiàn)短路時，本發(fā)明能夠在開關(guān)周期內(nèi)做出反應(yīng)， 保證單脈沖短路電流都在允許范圍之內(nèi)，具有短路保護功能，提高了開關(guān)電源及功率器件 的可靠性。通過具體實施方式
的說明，應(yīng)當可對本發(fā)明為達成預(yù)定目的所采取的技術(shù)手段及 功效得以更加深入且具體的了解，然而所附圖示僅是提供參考與說明之用，并非用來對本 發(fā)明加以限制。
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權(quán)利要求
一種VIENNA整流器逐波限流保護的方法，其特征在于，當主功率電路的三相輸入電流在一個開關(guān)周期內(nèi)超過過流保護閾值電流并達到一定時間時，停止驅(qū)動主功率電路的開關(guān)管；當主功率電路的三相輸入電流回落到過流保護閾值電流及以下，且開關(guān)管驅(qū)動控制信號在一個開關(guān)周期內(nèi)達到穩(wěn)定時，重新驅(qū)動主功率電路的開關(guān)管。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述逐波限流保護的方法，其特征在于，所述一定時間為9 15納秒。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述逐波限流保護的方法，其特征在于，所述開關(guān)管驅(qū)動控制信 號在一個開關(guān)周期內(nèi)達到穩(wěn)定包括一個開關(guān)周期內(nèi)的首個所述驅(qū)動控制信號的上升沿到最后一個所述驅(qū)動控制信號的 下降之間的持續(xù)時間達到10 18納秒時，表明所述驅(qū)動控制信號已在一個開關(guān)周期內(nèi)達 到穩(wěn)定。
4.一種VIENNA整流器逐波限流保護的裝置，其特征在于，包括驅(qū)動使能單元、逐波限 流單元和限流比較單元，其中，限流比較單元，用于根據(jù)主功率電路中的三相輸入電流產(chǎn)生逐波限流使能信號輸出到 逐波限流單元；驅(qū)動使能單元，用于根據(jù)開關(guān)管驅(qū)動電路中的開關(guān)管驅(qū)動控制信號產(chǎn)生逐波驅(qū)動使能 信號輸出到逐波限流單元；逐波限流單元，用于將根據(jù)逐波驅(qū)動使能信號和逐波限流使能信號對開關(guān)管驅(qū)動控制 信號進行輸出控制。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述逐波限流保護的裝置，其特征在于，所述限流比較單元包括三 個比較器，三相輸入電流分別輸入到三個比較器的負輸入端，過流保護閾值電流輸入到三 個比較器的正輸入端，當所述輸入電流超過過流保護閾值電流時，所述比較器輸出逐波限 流使能信號到逐波限流單元。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述逐波限流保護的裝置，其特征在于，所述驅(qū)動使能單元包括三 個并聯(lián)的二極管，三個開關(guān)管驅(qū)動控制信號分別與三個二極管的正極相連，一個開關(guān)周期 內(nèi)的首個所述驅(qū)動控制信號的上升沿觸發(fā)一個逐波驅(qū)動使能信號，且在最后一個所述驅(qū)動 控制信號的下降沿觸發(fā)所述逐波驅(qū)動使能信號結(jié)束，三個二極管的負極匯成一路，將所述 逐波驅(qū)動使能信號輸出到逐波限流單元。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述逐波限流保護的裝置，其特征在于，所述驅(qū)動使能單元包括兩 個級聯(lián)的或門，兩路所述驅(qū)動控制信號輸入到第一或門的兩個輸入端，第一或門的兩個輸 出端匯為一路連接到第二或門的一個輸入端，剩下的一路所述驅(qū)動控制信號輸入到第二或 門的另一個輸入端，最終由第二或門輸出逐波驅(qū)動使能信號到逐波限流單元。
8.根據(jù)權(quán)利要求4或5或6或7所述逐波限流保護的裝置，其特征在于，所述逐波限流 單元包括一個D觸發(fā)器和三個與非門，其中，D觸發(fā)器的清零端口輸入逐波驅(qū)動使能信號， 時鐘端口輸入逐波限流使能信號，D端口輸入高電平，Q輸出端口分別連接三個與非門的一 個輸入端，三個開關(guān)管驅(qū)動控制信號分別接入三個與非門的另一個輸入端；當逐波限流使能信號有效且持續(xù)第一穩(wěn)定時間時，D觸發(fā)器停止輸出開關(guān)管驅(qū)動控制 信號；在逐波限流使能信號無效的情況下，當逐波驅(qū)動使能信號有效且持續(xù)第二穩(wěn)定時間 時，D觸發(fā)器重新恢復傳遞開關(guān)管驅(qū)動控制信號的功能。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述逐波限流保護的裝置，其特征在于，所述第一穩(wěn)定時間為9 15納秒，所述第二穩(wěn)定時間為10 18納秒。
10.一種具有權(quán)4所述限流保護裝置的開關(guān)管驅(qū)動電路，開關(guān)管驅(qū)動電路包括電壓采 樣單元、電流采樣單元、智能單元和功率管驅(qū)動單元，其特征在于，智能單元依次通過驅(qū)動 使能單元和逐波限流單元連接到功率管驅(qū)動單元，電流采樣單元還通過限流比較單元連接 到逐波限流單元，其中，電流采樣單元，用于將主功率電路的三相輸入電流分別輸入到智能單元和限流比較單元；智能單元，用于根據(jù)由電流采樣單元輸入的所述三相輸入電流、由電壓采樣單元輸入 的主功率電路的三相輸入電壓和正負母線電壓，向逐波限流單元輸出開關(guān)管驅(qū)動控制信 號；驅(qū)動使能單元，用于根據(jù)開關(guān)管驅(qū)動控制信號產(chǎn)生逐波驅(qū)動使能信號輸出到逐波限流 單元；限流比較單元，用于根據(jù)三相輸入電流產(chǎn)生逐波限流使能信號輸出到逐波限流單元； 逐波限流單元，用于根據(jù)逐波驅(qū)動使能信號和逐波限流使能信號控制向功率管驅(qū)動單 元輸出的開關(guān)管驅(qū)動控制信號。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種VIENNA整流器逐波限流保護的方法和裝置，當主功率電路的三相輸入電流在一個開關(guān)周期內(nèi)超過過流保護閾值電流并達到一定時間時，停止驅(qū)動主功率電路的開關(guān)管；當主功率電路的三相輸入電流回落到過流保護閾值電流及以下，且開關(guān)管驅(qū)動控制信號在一個開關(guān)周期內(nèi)達到穩(wěn)定時，重新驅(qū)動主功率電路的開關(guān)管。本發(fā)明根據(jù)一個脈沖周期內(nèi)的三相輸入電流對開關(guān)管驅(qū)動信號進行的調(diào)整，在有效保護主功率電路中的開關(guān)管不受過流損壞的同時，達到輸入電流連續(xù)變化的效果。當主功率電路由于故障出現(xiàn)短路時，本發(fā)明能夠在開關(guān)周期內(nèi)做出反應(yīng)，保證單脈沖短路電流都在允許范圍之內(nèi)，具有短路保護功能，提高了開關(guān)電源及功率器件的可靠性。
文檔編號H02M7/217GK101902122SQ20101023988
公開日2010年12月1日 申請日期2010年7月29日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月29日
發(fā)明者劉輝, 魏瀅 申請人:中興通訊股份有限公司