專利名稱：一種移相控制的全橋半周期跳閘保護電路及其控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及移相控制的開關(guān)電源技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種移相控制的全橋半周期跳閘保護電路及其控制方法。
背景技術(shù)：
移相全橋是中大功率直流電源常采用的電源拓撲結(jié)構(gòu)，TI 2000系列DSP處理器是數(shù)字化電源控制芯片中常用控制芯片，具有方便的移相控制方案，通過PWM信號帶死區(qū)反向輸出控制，可以方便的產(chǎn)生對全橋電路移相控制所需的4路PWM信號，并杜絕同橋臂的直通現(xiàn)象出現(xiàn)，但是此PWM信號跳閘保護或者需要關(guān)閉PWM輸出時，會出現(xiàn)同橋臂PWM信號互補現(xiàn)象，即同橋臂總有一個PWM信號處于開通狀態(tài)，與要求的故障狀態(tài)下，PWM信號全部關(guān)閉不符，在實際使用中有一定局限。另外常用的單周期跳閘保護控制方式在系統(tǒng)過流信號產(chǎn)生時，PWM信號保持關(guān)閉直到下一個PWM信號周期起點，當過流信號在上半周期產(chǎn)生時，PWM信號關(guān)閉會致使變壓器電流只有半波出現(xiàn)，產(chǎn)生不對稱電流，帶來變壓器輕微偏磁現(xiàn)象，這在將保護信號設(shè)為限流保護時，連續(xù)保護會導致較高的電流尖峰，對功率器件產(chǎn)生損傷。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種移相控制的全橋半周期跳閘保護電路及控制方法，以解決全橋電路運用移相控制方式時，PWM跳閘信號產(chǎn)生時，4路PWM信號仍保持兩兩反向互補，沒有完全關(guān)閉的問題及單周期跳閘保護帶來的輕微偏磁現(xiàn)象，此電路簡單可靠、控制方便、容易實現(xiàn)。本發(fā)明為達到上述目的，所采用的技術(shù)方案如下
一種移相控制的全橋半周期跳閘保護電路，其包括DSP處理器、第一雙輸入與門、第二雙輸入與門、第三雙輸入與門和第四雙輸入與門；輸出5路DSP PWM信號第一 PWM信號PWMA、第二 PWM信號PWMB、第三PWM信號PWMC、第四PWM信號PWMD、第五PWM信號PWME，第一雙輸入與門、第二雙輸入與門、第三雙輸入與門和第四雙輸入與門的第二輸入端均連接在一起，并和DSP處理器的第五PWM信號PWME連接；所述第一雙輸入與門的第一輸入端和第一 PWM信號PWMA連接，第二雙輸入與門的第一輸入端和第二 PWM信號PWMB連接，第三雙輸入與門的第一輸入端和第三PWM信號PWMC連接，第四雙輸入與門的第一輸入端和第四PWM信號PWMD連接；所述第一 PWM信號PWMA、第二 PWM信號PWMB、第三PWM信號PWMC和第四PWM信號PWMD用于驅(qū)動全橋電路的4個功率開關(guān)管；所述第五PWM信號PWME為4個雙輸入與門的鎖定信號；所述4個雙輸入與門用于在全橋電路過流或系統(tǒng)故障時鎖定4個功率開關(guān)管的PWM信號；所述第五PWM信號PWME是與第一 PWM信號PWMA同步的一個PWM輸出信號，第五PWM信號PWME的周期是第一 PWM信號PWMA的一半。所述4個雙輸入與門用于在全橋電路過流或系統(tǒng)故障時鎖定4個功率開關(guān)管的PWM信號。
所述雙輸入與門采用或門、雙輸入或多輸入與門、與非門和或非門組成，或采用CPLD、FPGA硬件實現(xiàn)。所述第一 PWM信號PWMA、第二 PWM信號PWMB、第三PWM信號PWMC、第四PWM信號PWMD組合成移相控制方式的波形輸出；其中第二 PWM信號PWMB由第一 PWM信號PWMA反向輸出得到，第四PWM信號PWMD由第三PWM信號PWMC反向輸出得到。作為優(yōu)選，所述第一 PWM信號PWMA、第二 PWM信號PWMB、第三PWM信號PWMC、第四PWM信號PWMD、第五PWM信號PWME可選用TI 2000系列的DSP處理器產(chǎn)生。用于上述的一種移相控制的全橋半周期跳閘保護電路的控制方法是當全橋電路過流或系統(tǒng)故障時，所述第五PWM信號PWME輸出為低電平，4個雙輸入與門檢測到此低電平則鎖定用于驅(qū)動全橋電路4個開關(guān)管的4個PWM信號第一 PWM信號PWMA、第二 PWM信號PWMB、第三PWM信號PWMC和第四PWM信號PWMD，即第五PWM信號PWME輸出為低電平時，4個雙輸入與門輸出均為低電平；
當全橋電路過流及系統(tǒng)故障恢復正常工作時，第五PWM信號PWME在第一 PWM信號PWMA的周期起點或者中點恢復高電平輸出，從而恢復4個雙輸入與門的信號輸出，實現(xiàn)半周期鎖定第一 PWM信號PWMA、第二 PWM信號PWMB、第三PWM信號PWMC和第四PWM信號PWMD的輸出控制。與現(xiàn)有技術(shù)方案相比較，本發(fā)明具有以下優(yōu)點和技術(shù)效果
1、電路簡單實用，且有效解除了DSP移相控制方法的跳閘信號產(chǎn)生時4路PWM信號仍保持兩兩反向互補的現(xiàn)象，達到4路PWM全部關(guān)閉的目的；
2、改善了DSP跳閘保護的PWM信號控制，能對PWM信號實現(xiàn)完全關(guān)閉，更貼合實際應(yīng)
用；
3、通過采用半周期跳閘保護方法，使全橋電路在移相控制方式下，跳閘保護進入半周期鎖定控制，避免了跳閘保護帶來的輕微偏磁現(xiàn)象。


圖1為實施方式的半周期跳閘保護電路圖。
具體實施例方式以下結(jié)合附圖對本發(fā)明的實施作進一步的詳細敘述。如圖1所示，一種移相控制的全橋半周期跳閘保護電路，圖中包括DSP處理器產(chǎn)生的5路DSP PWM信號第一 PWM信號PWMA、第二 PWM信號PWMB、第三PWM信號PWMC、第四PWM信號PWMD、第五PWM信號PWME ;和4個雙輸入與門第一雙輸入與門1、第二雙輸入與門
2、第三雙輸入與門3和第四雙輸入與門4。所述4個雙輸入與門1-4的第二輸入端連接在一起，并和第五PWM信號PWME連接；所述第一雙輸入與門I的第一輸入端和第一 PWM信號PWMA連接，第二雙輸入與門2的第一輸入端和第二 PWM信號PWMB連接，第三雙輸入與門3的第一輸入端和第三PWM信號PWMC連接，第四雙輸入與門4的第一輸入端和第四PWM信號PWMD連接；所述第一 PWM信號PWMA、第二 PWM信號PWMB、第三PWM信號PWMC和第四PWM信號PWMD用于驅(qū)動全橋電路的4個功率開關(guān)管；所述第五PWM信號PWME為4個雙輸入與門1-4的鎖定信號。
所述4個雙輸入與門1-4用于在全橋電路過流或系統(tǒng)故障時鎖定4個功率開關(guān)管的PWM信號。所述4個雙輸入與門1-4可采用類似或門、雙輸入或多輸入與門、與非門和或非門等組成，即通過一個輸入信號可以鎖定輸出的邏輯門電路組成，甚至可以通過CPLD，F(xiàn)PGA等硬件實現(xiàn)。作為優(yōu)選，采用德州儀器公司(TI)推薦的PWM移相全橋控制波形產(chǎn)生方法，即第
一PWM信號PWMA和第二 PWM信號PWMB組成一個橋臂的PWM信號，將第一 PWM信號PWMA反向輸出形成第二 PWM信號PWMB，構(gòu)成不會直通的同橋臂PWM信號；同理，第三PWM信號PWMC和第四PWM信號PWMD組成另一個橋臂的PWM信號，將第三PWM信號PWMC反向輸出形成第四PWM信號PWMD。所述第五PWM信號PWME是與第一 PWM信號PWMA同步的一個PWM輸出信號，第五PWM信號PWME的周期是第一 PWM信號PWMA的一半。作為優(yōu)選，所述第一 PWM信號PWMA、第二 PWM信號PWMB、第三PWM信號PWMC、第四PWM信號PWMD、第五PWM信號PWME可選用TI 2000系列的DSP處理器產(chǎn)生。用于上述的一種移相控制的全橋半周期跳閘保護電路的控制方法是當全橋電路過流或系統(tǒng)故障時，所述第五PWM信號PWME輸出為低電平，4個雙輸入與門1-4檢測到此低電平則鎖定用于驅(qū)動全橋電路4個開關(guān)管的4個PWM信號第一 PWM信號PWMA、第二 PWM信號PWMB、第三PWM信號PWMC和第四PWM信號PWMD，即第五PWM信號PWME輸出為低電平時，4個雙輸入與門1-4輸出均為低電平；
當全橋電路過流及系統(tǒng)故障恢復正常工作時，第五PWM信號PWME在第一 PWM信號PWMA的周期起點或者中點恢復高電平輸出，從而恢復4個雙輸入與門1-4的信號輸出，實現(xiàn)半周期鎖定第一 PWM信號PWMA、第二 PWM信號PWMB、第三PWM信號PWMC和第四PWM信號PWMD的輸出控制。可見，通過所述電路可實現(xiàn)半周期有效跳閘保護，杜絕單周期保護時帶來的偏磁現(xiàn)象，該電路簡單實用，有效解除了 DSP移相控制方法的跳閘信號產(chǎn)生時，4路PWM信號仍保持兩兩反向互補的現(xiàn)象，達到跳閘保護的4路PWM全部關(guān)閉的要求。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在不違背本發(fā)明的原理和實質(zhì)的前提下對本具體實施例做出各種修改或補充或者采用類似的方式替代，但是這些改動均落入本發(fā)明的保護范圍。因此本發(fā)明技術(shù)范圍不局限于上述實施例。
權(quán)利要求
1.一種移相控制的全橋半周期跳閘保護電路，其特征在于包括DSP處理器、第一雙輸入與門、第二雙輸入與門、第三雙輸入與門和第四雙輸入與門；DSP處理器輸出5路DSP PWM信號:第一 PWM信號PWMA、第二 PWM信號PWMB、第三PWM信號PWMC、第四PWM信號PWMD、第五PWM信號PWME，第一雙輸入與門、第二雙輸入與門、第三雙輸入與門和第四雙輸入與門的第二輸入端均連接在一起，并和DSP處理器的第五PWM信號PWME連接；所述第一雙輸入與門的第一輸入端和第一 PWM信號PWMA連接，第二雙輸入與門的第一輸入端和第二 PWM信號PWMB連接，第三雙輸入與門的第一輸入端和第三PWM信號PWMC連接，第四雙輸入與門的第一輸入端和第四PWM信號PWMD連接；所述第一 PWM信號PWMA、第二 PWM信號PWMB、第三PWM信號PWMC和第四PWM信號PWMD用于驅(qū)動全橋電路的4個功率開關(guān)管；所述第五PWM信號PWME為4個雙輸入與門的鎖定信號；所述4個雙輸入與門用于在全橋電路過流或系統(tǒng)故障時鎖定4個功率開關(guān)管的PWM信號；所述第五PWM信號PWME是與第一 PWM信號PWMA同步的一個PWM輸出信號，第五PWM信號PWME的周期是第一 PWM信號PWMA的一半。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種移相控制的全橋半周期跳閘保護電路，其特征在于所述雙輸入與門采用或門、雙輸入或多輸入與門、與非門和或非門組成，或采用CPLD、FPGA硬件實現(xiàn)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種移相控制的全橋半周期跳閘保護電路，其特征在于所述第一 PWM信號PWMA、第二 PWM信號PWMB、第三PWM信號PWMC、第四PWM信號PWMD組合成移相控制方式的波形輸出；其中第二 PWM信號PWMB由第一 PWM信號PWMA反向輸出得到，第四PWM信號PWMD由第三PWM信號PWMC反向輸出得到。
4.用于權(quán)利要求1-3任一項所述的一種移相控制的全橋半周期跳閘保護電路的控制方法，其特征在于，當全橋電路過流或系統(tǒng)故障時，所述第五PWM信號PWME輸出為低電平，4個雙輸入與門檢 測到此低電平則鎖定用于驅(qū)動全橋電路4個開關(guān)管的4個PWM信號:第一PWM信號PWMA、第二 PWM信號PWMB、第三PWM信號PWMC和第四PWM信號PWMD，即第五PWM信號PWME輸出為低電平時，4個雙輸入與門輸出均為低電平； 當全橋電路過流及系統(tǒng)故障恢復正常工作時，第五PWM信號PWME在第一 PWM信號PWMA的周期起點或者中點恢復高電平輸出，從而恢復4個雙輸入與門的信號輸出，實現(xiàn)半周期鎖定第一 PWM信號PWMA、第二 PWM信號PWMB、第三PWM信號PWMC和第四PWM信號PWMD的輸出控制。
全文摘要
本發(fā)明公開一種移相控制的全橋半周期跳閘保護電路及其控制方法，該電路包括DSP處理器和4個雙輸入與門；所述4個雙輸入與門的第二輸入端連接在一起，并和DSP處理器的第五PWM信號PWME連接，4個雙輸入與門的另一端分別和DSP處理器的另外4路PWM信號連接，4個雙輸入與門的輸出信號用于驅(qū)動全橋電路的4個功率開關(guān)管；所述第五PWM信號PWME為4個雙輸入與門的鎖定信號?？刂品椒ㄍㄟ^所述電路可實現(xiàn)半周期有效跳閘保護，杜絕單周期保護時帶來的偏磁現(xiàn)象，該電路簡單實用，有效解除了DSP移相控制方法的跳閘信號產(chǎn)生時，4路PWM信號仍保持兩兩反向互補的現(xiàn)象，達到跳閘保護的4路PWM全部關(guān)閉的要求。
文檔編號H02H7/12GK103078299SQ20131001060
公開日2013年5月1日 申請日期2013年1月12日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月12日
發(fā)明者杜貴平 申請人:華南理工大學