[发明专利]一种半桥桥臂保护电路

说明书

本发明公开了一种半桥桥臂保护电路，本发明包括直流电源、检测电路、驱动电路、微处理器和信号锁存电路，本发明通过检测并对比HPWM、LPWM和HS三者的时序关系，当出现非正常的时序关系时，信号锁存电路会发出故障信号及时关断功率管以保护其不被损坏。本发明避免现有技术在高功率应用场合下的体积大成本高的问题，只需要处理检测数字信号，处理速度块，抗干扰能力强，成本更低。

技术领域

本发明涉及电力电子变流技术领域，具体涉及一种半桥桥臂保护电路。

背景技术

如图1所示的半桥桥臂，在PWM电机控制、DC-AC逆变、电子镇流器等场合有着广泛的应用。由于半桥桥臂的结构特点，上下两个半导体功率管由反相的信号控制（HPWM、LPWM），当一个功率管开时，另一个关断，这样在输出点 HS 就得到电压从B-到B+的脉冲信号。半导体功率管在工作过程中，会因为驱动装置或者外部干扰等因素，导致输出短路或者上下功率管直通的现象，此时功率管内部电流急剧增加，严重时导致功率管损坏。目前的半桥保护方法是通过检测桥臂电流的方式。如图2所示，通过检流电阻检测桥臂电流，当桥臂短路时，检流电阻通过电流急剧增加，根据欧姆定律电阻上的电压增加，当电压足够高时会触发保护，然后关断功率管，达到保护功率管的目的。此方案实现简单，保护动作快，可靠性高。其缺点也非常明显，在高功率应用中，检流电阻或者互感器为了满足高电流需求，体积会变得非常笨重，同时成本也会增加不少。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：提供一种体积小成本低的半桥桥臂保护电路。

为了解决上述问题，本发明包括直流电源、检测电路、驱动电路、微处理器和信号锁存电路，其中：

所述的直流电源用于为半桥桥臂提供稳定的直流电压；

所述的微处理器用于产生控制半桥桥臂的控制信号；

所述的驱动电路用于将微处理器的产生的控制信号转化成驱动功率管的转换控制信号；

所述的检测电路用于接收半桥桥臂的输出信号和微处理器产生的控制信号，并将对比结果输出对比结果信号；

所述的信号锁存电路用于接收检测电路的对比结果信号，并对其进行锁存，输出故障信号到微处理器，并输出总故障信号到驱动电路。

具体的，本发明所述的检测电路包括两组相并联设置的比较电路，所述的每组比较电路均包括两个比较器和设置在两个比较器之间的阻容器件与二极管，所述的二极管与阻容器件相并联，且均与微处理器产生的控制信号连接，两组比较电路的输入端的比较器分别连接有第一预设参考电压和第二预设参考电压，两组比较电路的输入端的比较器相并联的与半桥桥臂的输出信号连接，输出端的比较器形成对比结果信号，且两组比较电路的输出端的比较器相并联的连接有第三预设参考电压，两组比较电路的输入端的比较器还相并联有阻容器件。

具体的，本发明所述的驱动电路包括驱动芯片，所述的微处理器的控制信号连接在驱动芯片上相应的接脚上，驱动芯片上的EN/NC接脚连接信号锁存电路产生的总故障信号，驱动芯片相应接脚形成转换控制信号。

具体的，本发明所述的信号锁存电路包括两组并联设置的R-S触发器和两组并连设置的二极管，所述的每组R-S触发器均包括两个交叉设置的与非门，所述的检测电路的两组输出信号分别连接在两组R-S触发器的输入端，两组R-S触发器的输出端分别形成故障信号，两组R-S触发器的输出端分别连接到两个二极管的负极，且两个二极管的正极并联形成总故障信号。

本发明的有益效果是：本发明通过检测并对比HPWM、LPWM和HS三者的时序关系，当出现非正常的时序关系时，信号锁存电路会发出故障信号及时关断功率管以保护其不被损坏。本发明避免现有技术在高功率应用场合下的体积大成本高的问题，只需要处理检测数字信号，处理速度块，抗干扰能力强，成本更低。

附图说明

图1为半桥桥臂的电路图；