[发明专利]一种软硬件结合保护逆变器功率开关管的装置及其方法

权利要求书

1.一种软硬件结合保护逆变器功率开关管的装置，其特征在于，具有对功率开关管进行硬件保护的过流检测电路，在一个驱动脉冲时间内如果检测到功率开关管过流则通过驱动电路快速地关断功率开关管但不停止逆变器的运行，同时向控制电路发送一个计数脉冲信号；具有对功率管进行软件保护的控制电路，控制电路接收过流检测电路发送的计数脉冲信号，以记录下硬件保护的次数，并根据负载比率、功率开关管温度以及硬件保护的时间间隔来决定是否停止逆变器的运行。

2.根据权利要求1所述的一种软硬件结合保护逆变器功率开关管的装置，其特征在于，所述的控制电路中设置有用于记录硬件保护次数的计数器，以及记录最近相邻两次硬件保护时间间隔的计时器，在一个驱动脉冲时间内若接收到计数脉冲信号，检测逆变器负载比率，在逆变器负载比率大于负载比率阈值T1时，将计数器的值加1，检测所述的计数器的值是否大于硬件保护次数阈值T2且所述的计时器记录的时间小于时间间隔阈值T3，若是，控制电路向驱动电路发送终止信号，彻底关闭逆变器；当所述的计时器记录的时间大于等于时间间隔阈值T3时，将所述的计数器的值清零；所述的负载比率阈值T1、硬件保护次数阈值T2和时间间隔阈值T3根据功率开关管的温度TEMP来调整。

3.根据权利要求1所述的一种具有软硬件功率开关管保护的逆变器装置，其特征在于，所述的控制电路采用型号为TMS320F28016的DSP芯片实现，所述的过流检测电路和驱动电路采用型号为IR2114的芯片实现；IR2114芯片的管脚FLT、管脚HIN、管脚LIN和管脚SD分别与芯片TMS320F28016中对应的FLT管脚、管脚HIN、管脚LIN和管脚SD连接；IR2114芯片中：管脚FLT用于产生脉冲计数信号，DSH管脚通过二极管D1与全桥逆变电路中的上桥臂功率开关管Q1的集电极相连，检测Q1是否过流，DSL管脚通过二极管D2与全桥逆变电路中的下桥臂功率开关管Q2的集电极相连，检测Q2是否过流，SSDL管脚串联电阻R1并与Q2的基极相连，LO管脚串联电阻R2并与功率开关管Q2的基极相连，SSDH管脚串联电阻R3并与Q1的基极相连，HO管脚串联电阻R4并与功率开关管Q1的基极相连，HO管脚和LO管脚分别产生PWM驱动信号；芯片TMS320F28016中：ADC0管脚与负载电流检测电路的输出相连以检测逆变器的负载电流，ADC1管脚与温度检测电路相连以检测逆变器的温度，HIN、LIN管脚为IR2114芯片提供SPWM驱动控制信号，SD管脚向IR2114芯片发送彻底关闭逆变器工作的终止信号。

4.一种基于权利要求1所述的软硬件结合保护逆变器功率开关管的装置的保护方法，其特征在于，控制电路在每个驱动脉冲时间内，进行下面步骤：

步骤1、开始本次驱动脉冲时间内的处理；

步骤2、判断是否检测到过流检测电路发送的计数脉冲，如果是进入步骤3，否则进入步骤10；

步骤3、根据功率开关管的温度TEMP来调整负载比率阈值T1、硬件保护次数阈值T2和时间间隔阈值T3，然后进入步骤4；

步骤4、判断负载比率是否大于T1，如果是则进入步骤5，否则进入步骤10；

步骤5、将控制电路所记录的硬件保护次数加1，然后进入步骤6；

步骤6、判断硬件保护次数是否大于T2，如果是则进入步骤7，否则进入步骤10；

步骤7、判断两次硬件保护的时间间隔是否小于T3，如果是则进入步骤9，否则进入步骤8；

步骤8、将硬件保护次数清零，然后进入步骤10；

步骤9、向驱动电路发送终止信号以彻底关闭逆变器装置，然后进入步骤10；

步骤10、结束本次驱动脉冲时间内的处理。

5.根据权利要求4所述的一种软硬件结合保护逆变器功率开关管的保护方法，其特征在于，所述的步骤3具体是，控制电路将功率开关管的温度分成六个温度段，每一个温度段设定相应的负载比率阈值T1、硬件保护次数阈值T2和时间间隔阈值T3。