[发明专利]一种回避前沿过冲的电路

说明书

技术领域

本发明涉及一种回避前沿过冲的电路，涉及电子线路控制技术领域。

背景技术

有功率开关参与的电子电路越来越广泛的运用于现实生活，比如开关电源，电机驱动，高频加热等。在这些领域中功率开关管充当作实现功率输出和调整功率大小的核心部件，然而它又是易损部件，如果系统电路没有保护或者保护电路响应较慢，功率开关管将非常容易损坏，从而影响系统的稳定性。

为了让功率开关管得到保护，工程师们设计了各种各样的保护电路，有的用电流互感器取样电流信号，但电流互感器主要是运用于电流信号为交流信号的场合，比如全桥电路和半桥电路中，如果是单极性电路，那么电流互感器通常用于整流桥之前，其取样到的信号频率最快也就是工频，所以对于单极性的直流信号，用电流互感器做的保护电路很难实现让工作频率超过工频的功率开关管在其实际工作的每个周期都能得到检测保护，另外，电流互感器做取样的成本通常比用采样电阻做的取样成本高。而事实上，当开关管打开时，通过感性负载的功率电流理论上是一个三角波，如果用取样电阻去取样电流，根据欧姆定律，取样电阻上的电压将是严格和电流成正比的三角波，其峰值出现在开关管关断的瞬间，这一特点使得设计师们很容实现对流过开关管的电流峰值的控制，然而实际上，由于一些寄生电容和缓冲电路等带来的电容特性，使得流过开关管的电流信号并不是理想的三角波，而在理想的三角波的前沿会出现一个过冲，又由于功率负载要求功率回路阻抗不能大，加上考虑采样电阻的发热问题，所以采样电阻一般取值都很小，根据欧姆定律可之，该电阻取样后的电压信号也很小，而半导体元件又有一个导通电压，这给处理带有前沿过冲电流取样信号带来了难度，如果让保护电路对电流取样信号进行直接判断，那么保护电路往往会将电流取样波形的这个短暂的过冲信号误判成流过功率开关管的由功率负载产生的有效的电流峰值，这样一来，保护电路会对功率开关管做出错误的关断保护，因此很多采用采样电阻取样电流波形来做保护的电路，通常是将整个信号平滑滤波后取平均值进行保护判断，这样一来，保护电路的响应速度就不能跟上功率开关管工作的每一个周期，这样的保护电路的性能又远远赶不上能做到对功率开关管的每一个周期都能实现监视保护的保护电路，而保护电路的性能直接影响整个系统的性能。

发明内容

本发明的目的在于提供一种回避前沿过冲的电路，能克服现有技术的不足，能让保护电路精确的回避取样电流信号中的前沿过冲信号。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：一种回避前沿过冲的电路，它包括:

功率负载或功率传输负载,一端连接可提供功率能量的电源；

功率开关管Q2，在工作过程中所产生的电流信号是带有前沿过冲的电流取样信号，功率开关管Q2除控制端外的两端中，其中一端连接功率负载或功率传输负载，另一端连接着功率负载或功率传输负载的电流信号取样支路，电流信号取样支路用于产生功率负载或功率传输负载的电流取样信号，该电流取样信号往往带有前沿过冲，电流取样信号支路中设置有取样电阻R3，取样电阻R3的一端接开关管Q2，另一端接地，功率开关管Q2的控制极连接有一个支路，该支路用于产生或传输功率开关管Q2的驱动控制信号；

RC时常电路，RC时常电路的一端与功率开关管Q2的驱动控制信号所在支路连接，另一端连接着过冲信号屏蔽开关管Q1的控制脚所在支路；

时常控制及性能优化电阻R2，与RC时常电路配合控制过冲信号屏蔽开关管Q1的控制信号，其一端接过冲信号屏蔽开关管Q1的控制脚所在支路，另一端接地；

过冲信号屏蔽开关管Q1，用于屏蔽功率开关管Q2所产生的电流取样信号的前沿过冲，Q1的控制脚所在支路接RC时常电路，Q1的开关脚一端接系统保护电路，另一端接向地；

系统保护电路，用来控制功率开关管Q1的驱动控制信号输出，它能配和过冲信号屏蔽开关管Q1送来的控制信号协调工作，分别与功率开关管Q2的驱动控制信号所在支路、电流取样信号所在支路以及Q1的开关脚连接。

它还包括性能优化放电二极管D1，一端接在RC时常电路上，另一端接地。

所述的RC时常电路由电阻R1和电容C1串联而成，同时，电阻R1和电容C1的位置是可互换的。

所述的过冲信号屏蔽开关管Q1可采用NPN三极管或场效应管以及可采用相同使用方式的其他开关管。

所述的功率开关管Q2可采用NPN三极管、场效应管、IGBT管或可采用相同使用方式的其他开关管。