[发明专利]用于功率器件的保护电路和电路保护方法

说明书

本发明涉及一种用于功率器件的保护电路和一种电路保护方法，所述保护电路包括：电压输入端、比较电压输入端、比较电路、自锁电路、解锁信号源以及功率器件控制电路；当输入电压大于预设电压时，比较电路输出第一电平，自锁电路被触发处于自锁状态，功率器件控制电路输出关闭信号以关闭功率器件；当输入电压小于等于预设电压时，比较电路输出第二电平，自锁电路不被触发；当解锁信号源接收到解锁信号源的解锁信号时，自锁电路被触发以解除自锁电路的自锁状态，功率器件控制电路输出开启信号以开启功率器件。

技术领域

本发明涉及一种用于功率器件的保护电路和一种电路保护方法。

背景技术

功率器件(例如功率半导体器件)已大量应用在电力电子控制领域，它以其可控性及高速开关特性可实现电源的高效及电机的复杂控制。在实际应用中不仅要保证系统的可靠性，同时也要能够保护价格昂贵的功率器件及其负载，这就要求控制系统必须具备一些保护措施，其中过电流故障因产生时间短、能量高及破坏性大，所以对其保护电路的设计要求就非常高。

为此需要设计一种响应速度快、具有成本效益的用于功率器件的保护电路。

发明内容

本发明针对上文提到的问题和需求，提出一种用于功率器件的保护电路和一种电路保护方法，其由于采取了如下技术方案而能够解决上述技术问题，并具有其他技术优势。

根据本发明的一个方面，提出一种用于功率器件的保护电路，包括：电压输入端、比较电压输入端、比较电路、自锁电路、解锁信号源以及功率器件控制电路。电压输入端配置为将与负载电压相关的输入电压输入到所述保护电路；比较电压输入端配置为将预设电压输入到所述保护电路；功率器件控制电路与外设的功率器件电连接以控制所述功率器件的开启和关闭；比较电路的第一输入端与电压输入端电连接，比较电路的第二输入端与比较电压输入端电连接，比较电路的输出端与自锁电路电连接；解锁信号源与自锁电路电连接，功率器件控制电路与自锁电路电连接。

当输入电压大于预设电压时，比较电路输出第一电平，自锁电路被触发处于自锁状态，功率器件控制电路输出关闭信号以关闭功率器件；当输入电压小于等于预设电压时，比较电路输出第二电平，自锁电路不被触发。当解锁信号源接收到解锁信号源的解锁信号时，自锁电路被触发以解除自锁电路的自锁状态，功率器件控制电路输出开启信号以开启功率器件。

通过上述特征，本发明提出的保护电路采用纯硬件电路实现过电流后对过流状态进行锁定，触发功率器件控制电路以对功率器件进行保护，能有效地保护功率器件免受过电流的损坏。此外，在发生过电流故障后，电路由于自锁功能，在自锁时间内关断功率器件，直至给出解锁信号，不会在发生故障时多次开关功率器件，保护了功率器件。

在一些示例中，所述保护电路还包括控制器，所述控制器包括第一控制端口，所述第一控制端口为所述解锁信号源。

在一些示例中，所述控制器还包括电连接至比较电路的第二控制端口，所述第二控制端口配置为接收所述比较电路的第一电平以触发控制器中的制动引脚，控制器计数并同时开始计时，到达预设时间后，控制器的第一控制端口发出解锁信号，使得比较电路输出第二电平。

通过上述特征，采用控制器作为解锁信号源，在一些传导或一些电磁干扰等情况下产生的非真实过电流，可利用控制器对过电流次数判断进行故障恢复，系统可以再次正常工作。

在一些示例中，在接收控制器的第一控制端口发出解锁信号后，比较电路继续比较输入电压和预设电压，当输入电压仍大于预设电压时，自锁电路被再次触发，并且控制器的制动引脚再次触发计数，且计数加一，当控制器的计数大于预设计数时，控制器停止输出解锁信号并指示电路出现故障。

通过上述特征，在电路发生故障而导致过电流的情况时，可利用控制器对过电流次数判断进行故障判断，若故障一直存在未被排除，则及时指示电路出现故障，保护功率器件。