[发明专利]限流保护电路及保护方法

说明书

公开了一种限流保护电路，该限流保护电路与逆变电路的输出端相连，该限流保护电路包括：交流电压采样及微分电路获取逆变电路中逆变电容的电压，并对其进行微分处理以获取逆变电容的电流，并将该电流作为逆变电路的输出电流；对逆变电容的电流进行归一化处理，获取逆变电容的电流所对应的经归一化处理后的电压。当逆变电容的电流所对应的经归一化处理后的电压大于第一偏置电压与第二偏置电压之间的电压范围时，输出电容电流限流电路输出触发信号。逆变电感电流采样电路在获取触发信号后，对逆变电路中逆变电感电流产生电路的导通或断开进行控制。该电路减少了整体电路的体积，降低了成本，提高了功率密度，解决了投载瞬间的电流应力过大的问题。

技术领域

本申请涉及电源电路领域，尤其涉及一种限流保护电路及保护方法。

背景技术

对于不间断电源(Uninterruptible Power System/Uninterruptible PowerSupply，UPS)，在实际应用时后级负载通常为纯R载、RC载、钳位电路RCD负载、RL载,输出负载带含电容C负载时，由于投载瞬间电容电流会发生突变，导致瞬间产生较大的电流会给电路中的半导体器件，如绝缘栅双极型晶体管(insulated gate bipolar transistor，IGBT)、金属氧化物半导体场效应晶体管(metal oxide semiconductor，MOS)和可控硅整流器(silicon controlled rectifier，SCR)造成很大的电流应力，为了解决瞬投时较大的电流应力通常在UPS的逆变输出增加CT，如图1所示，用CT采样输出电流，经过运放调理后利用比较器产生硬件过流信号，硬件过流信号给控制单元进行逻辑处理后,进行封波处理限制较大电流对半导体器件产生的过应力问题。

现有常规技术采用CT进行采样电感电流，使用电感电流作为电容C载预限流触发信号，即采样后的电流经运放进行调理后送进比较器，根据硬件电路的阀值设置产生保护信号，此保护信号对INV电感电流产生作用，将最终的保护信号送进控制器单元，如复杂可编程逻辑器件(complex programmable logic device，CPLD)进行驱动封波处理，该封波处理为对该输出支路的电流进行阻断，即使该输出支路处于断路(无输出)状态，防止UPS输出带不同负载瞬投时，产生大的电流应力对半导体器件造成损害。

然而，对UPS来说，该方案可以满足限制半导体器件过应力的要求，但是该方案具有成本高、体积大、电路形式复杂等缺陷，且CT采样电感电流存在一定的时延，产生大的电流应力时，对半导体器件保护的可靠性较低。

发明内容

本申请提供了一种限流保护电路及保护方法，该限流保护电路可以自适应解决了投载瞬间的电流应力过大的问题，同时实现高效及实时性的限流保护，同时降低了成本，减小了设计冗余，又提高了功率密度。

第一方面，提供了一种限流保护电路。该限流保护电路与逆变电路的输出端相连，该限流保护电路可以包括逆变电感电流限流电路、交流电压采样及微分电路和输出电容电流限流电路。交流电压采样及微分电路用于获取逆变电路中逆变电容的电压，并对逆变电容的电压进行微分处理以获取逆变电容的电流，并将逆变电容的电流作为逆变电路的输出电流；交流电压采样及微分电路还用于对逆变电容的电流进行归一化处理，以获取逆变电容的电流所对应的经归一化处理后的电压。输出电容电流限流电路用于当逆变电容的电流所对应的经归一化处理后的电压大于第一偏置电压与第二偏置电压之间的电压范围时，输出触发信号，以指示输出的电感电流发生过流，第一偏置电压与第二偏置电压为逆变电路输出端的输出电流阈值对应的电压阈值。逆变电感电流采样电路用于在获取触发信号后，根据触发信号对逆变电感电流产生电路的导通或断开进行控制。该限流保护电路利用输出电压的微分量对输出支路进行控制，减少了整体电路的体积，降低了成本，提高了功率密度，同时结合过流保护的限流点的自适应解决了投载瞬间的电流应力过大的问题。