[发明专利]一种PWM闭锁控制电路

说明书

技术领域

本发明涉及一种PWM闭锁控制电路。

背景技术

现有的模拟电源与数字化电源的本质在于电源对输出电压、电流的PWM调节是由数字芯片按照一定的数字控制方式和算法产生。数字电源具有精确度高、响应速度快、效率高和可靠性高的特点，其设计非常灵活。数字电源有用DSP控制的和MCU(Micro Controller Unit)控制的。DSP控制的电源采用数字滤波方式,较MCU控制的电源更能满足复杂的电源需求、实时反应速度更快、电源稳压性能更好。

开关电源的开关管通过高频的PWM脉冲驱动，使其开关管工作在饱和与截止状态，从而提高整个电源的效率。所以开关电源的PWM脉冲是整个开关电源的核心技术，而PWM脉冲的可靠性影响着整个电源的可靠性。当电源处于故障时通过关闭PWM来保护电源和负载。如何让电源在出现故障的时候能够可靠关闭PWM就成了非常关键的技术。

目前多数中小功率开关电源都采样模拟芯片生成PWM脉冲，所以应用模拟芯片就能够满足要求。但相对大于大功率电源来说，尤其是用于三相逆变器的PWM脉冲控制，由于模拟芯片一般输出一路或者两路PWM脉冲，因此在三相电路中模拟芯片PWM脉冲无法满足驱动需求。然而数字化电源通过DSP对采样的模拟信号进行模数转换、滤波、分析、以及快速计算后生产多路的PWM脉冲。而且运用数字控制实现了电源系统单片集成化，将大量的分立式元器件整合到一个芯片或芯片中。且能充分发挥数字信号处理器及微处理器的优势，使所设计的数字电源达到高技术指标。数字电源模块化程度高，各模块之间可以方便地实现有机融合，便于构成分布式数字电源系统，提高电源系统的可靠性。对于储能变流器，由于装置需要工作在高压大电流的运行模式下，且功率达到几十千瓦级，因此选用三电平拓扑电路较为适合。对于三相三电平电路，由于单相桥臂需四组隔离的PWM脉冲来驱动IGBT，三相输出共需12路PWM脉冲。使用传统的模拟芯片无法满足IGBT驱动要求。而使用DSP生成PWM脉冲可以很好的满足驱动要求。

对于现在大多数的生成PWM脉冲芯片，虽然应用自身故障保护功能能够满足电源在出现故障时关闭PWM，但其自身的保护功能存在如下问题：

响应时间长：有些故障信号芯片无法自身检测，需通过外部检测电路将故障信号输送至芯片判断；

故障误动作：当故障出现干扰信号时容易造成误动作而使芯片误操作关闭PWM脉冲；

可靠性低：当检测到故障信号后，模拟芯片内部保护系统的基准电压与故障信号电压进行比较后，通过芯片内部触发器来关闭PWM输出。这种单一的信号检测可能会由于干扰信号的输入，影响电源的正常运行。且故障信号只能关闭芯片生成的PWM脉冲，而PWM脉冲的输出由于电路的延时性无法快速准确的关闭PWM脉冲，因此会导致整个电源的损坏。

发明内容

本发明的目的是提供一种PWM闭锁控制电路，用以解决现有闭锁控制电路可靠性低的问题。

为实现上述目的，本发明的方案包括：

一种PWM闭锁控制电路，输入连接至少一个故障信号，输出至少一个前级闭锁信号，前级闭锁信号连接PWM脉冲电路的一个输入端，所述闭锁控制电路还设有至少一个用于输出后级闭锁信号的第二输出端，该第二输出端与所述PWM脉冲电路的输出端通过与门输出。

所述PWM闭锁控制电路包括至少一个D触发器，D触发器的复位端连接故障信号，第一输出端用于输出后级闭锁信号，第二输出端用于输出前级闭锁信号。

所述PWM脉冲电路由DSP和CPLD构成，故障信号连接到CPLD，用于判断生成D触发器的时钟信号。

本发明通过增加触发器的两路输出信号来控制PWM的故障闭锁，当有故障信号时一路后级闭锁信号用于从输出级关闭PWM脉冲，同时另一路前级闭锁信号用于从输入级关闭PWM脉冲。两路输出同时动作大大增加电路的可靠性。

附图说明

图1是本发明的结构原理图；

图2是采用D触发器的闭锁控制电路实施例流程框图；

图3是实施例的原理框图；

图4是实施例的具体电路图；

图5是故障信号输入部分电路图；

图6是时钟信号输入部分电路图；

图7是后级的硬件闭锁部分电路图；

图8是前级的软件闭锁部分电路图；

图9是电路时序图；

图10是SN74HC74真值表。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步详细的说明。