[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

说明书

技术领域

本发明属于逆变器领域，具体涉及一种保护逆变器功率开关管的装置及其方法。

背景技术

逆变器将直流电能转换为交流电能供给负载，在许多领域得到了广泛的应用。逆变器中设置有保护装置，当检测到逆变器工作异常时进行处理以避免逆变器损坏。功率开关管是逆变器中的关键元件，也是保护装置的主要保护对象。

目前，对功率开关管的保护主要是硬件电路保护。一种方法是检测到功率开关管过流后就彻底关闭逆变电路，这种方法能有效地保护住功率开关管，但容易出现误保护。特别是感性负载在启动的过程中会出现瞬时大电流，保护电路彻底关闭逆变电路，逆变器将无法启动感性负载。

还有一种方法采用逐脉冲的方式对功率开关管进行保护，即在功率开关管的一个驱动脉冲时间内如果检测到功率开关管过流，则在这个脉冲时间内关闭功率开关管；若过流的现象消失。则在下个脉冲时间开始时重新打开功率开关管。逐脉冲的保护方式反应灵敏，也不容易出现误保护，但是功率开关管有过热损坏的风险。因为保护电路从检测到功率开关管过流到关闭功率开关管有一段时间差，在这段时间内功率开关管会产生多余的热量。当逆变器受到现周期性的密集的大电流冲击时，功率开关管将可能因多余热量不断积累而过热损坏。此外，逆变器长时间工作在这种状态会使功率开关管的寿命大大缩短。

发明内容

为了解决现有技术中逆变器功率开关管保护所出现的误保护、过热损坏的问题，本发明提出一种软硬件结合保护逆变器功率开关管的装置及其方法。

过流检测电路对功率开关管进行硬件保护。在一个驱动脉冲时间内，过流检测电路对全桥逆变电路中的功率开关管进行过流检测，当检测到功率开关管过流后，则向驱动电路发送瞬时停止信号，使功率管在这个驱动脉冲时间内关闭，同时向控制电路发送一个计数信号。若过流现象消失，则在下个驱动脉冲时间开始时重新打开功率开关管。所述的驱动脉冲时间是指驱动电路产生的驱动脉冲的周期时间。

控制电路对功率管进行软件保护。控制电路具有计数器，对过流检测电路发送的计数信号进行计数，以记录下硬件保护的次数；控制电路具有计时器，记录下最近相邻两次硬件保护的时间间隔；此外，控制电路还检测逆变器负载比率和功率开关管的温度，所述的逆变器负载比率是指逆变器实际负载和额定负载的比值。控制电路在各驱动脉冲时间内进行如下步骤：

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信号，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。

本发明的优点与积极效果在于：本发明采用软硬件相结合的技术手段对功率开关管进行保护，既能灵敏有效地防止功率开关管短路损坏、避免了误检测，又能保护功率开关管在负载受到周期性的大电流冲击时过热损坏、增加了功率管的使用寿命。

附图说明

图1是本发明的逆变器装置的方框原理图；

图2是本发明保护装置的具体实施电路原理图；

图3是本发明的控制电路的流程图。

具体实施方式

下面将结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。