[发明专利]一种用于输出整流管短路识别及保护的控制方法

说明书

本发明提出的输出整流管短路识别及保护的控制方法，可以根据实际发波占空比与理论占空比差值大小的不同，进行不同的工作控制策略。当占空比差异较小的时候，采用多次连续计数的方式，防止系统存在误判，提高了判断的准确性。本发明通过实际发波占空比与理论占空比差值的实时对比，快速判断出系统是否存在输出整流管短路，如果存在短路，快速封波，让系统工作在安全区域内。

技术领域

本发明涉及隔离电源、电动汽车充电模块领域，尤其涉及输出整流管短路识别及保护的控制方法。

背景技术

隔离电源是指通过变压器进行电压转换，变压器具有隔直通交功能，通常外加开关电路将直流电先转换为交流电（低频或者高频均可），再通过变压器隔离转换为交流电，通过后级的整流电流变换成直流电。隔离电源因为没有和大地连接，所以不会有触电危险，应用中较安全，具有以下优点：1、安全性高；2、抗干扰能力强；3、容易实现升降压转换及多路输出；4、输入电压范围较宽。其中后级整流电路种类众多，如全桥整流、全波整流、半波整流等等方式，这些整流方式依据不同的电压电流等级、不同的应用场景以及成本等多方面原因而适应不同的具体电路。

通常采用不控器件二极管进行整流，然而在实际应用中，由于多方面原因存在二极管失效短路情况（原因是目前为了实现更低的反向恢复损耗，采用SIC二极管，SIC二极管耐电流及高温能力很强，短路通过大电流不能够烧断开），二极管短路之后，电路依旧能够工作，但是会导致电路电流增大，如果该电流没有达到过流保护点，则二极管短路处会持续发热，导致相应的PCB板铜皮流过很大的电流，从而烧毁PCB，在产品使用中存在巨大的安全风险，因此这种整流器件短路失效需要被解决。

发明内容

本发明提出一种在线实时检测整流二极管短路的方案，控制系统采集隔离电源转换装置的输入电源电压以及输出电压，输出电压通常是电源模块受外部指令控制，或者电源模块工作场景固定，输出电压固定不变。在大功率系统中通常有前级PFC功率因数校正电路，因此DC-DC输入电源电压可调整，为了实现后级DC-DC的高效率，通常调整母线电压，让后级DC-DC工作在最大占空，当然也有单纯的直流输入直流输出隔离电源。

通过采集输入输出电压，就可以实时检测计算出电路发波占空比，依据不同的拓扑，发波占空比通常与变压器匝比、输入输出电压等参数相关，当这些参数已知确定的情况下，则对应的占空比可计算得出。当副边整流二极管存在短路的情况，则由于只有半周期传能，输出能量不够，则输出电压下跌，整个负反馈控制系统会加大发波占空比，因此此时的占空比与正常工况时的占空比完全不同，由此可以判定隔离电源模块工作不正常，系统可以关闭发波占空比，防止在不正常工作情况下由于整流二极管短路导致出现PCB板烧毁现象，防止故障事故扩大的同时可以确保损坏电源产品可维修。

本发明提出的输出整流管短路识别及保护的控制方法，可以根据实际发波占空比与理论占空比差值大小的不同，进行不同的工作控制策略。当占空比差异较小的时候，采用多次连续计数的方式，防止系统存在误判，提高了判断的准确性。本发明通过实际发波占空比与理论占空比差值的实时对比，快速判断出系统是否存在输出整流管短路，如果存在短路，快速封波，让系统工作在安全区域内；本发明适用于所有全桥和全波整流的隔离电源拓扑，通过软硬件结合方式，完全解决掉整流管短路带来分风险提升产品可靠性。

附图说明

图1 是自识别输出整流管短路失效电路图；

图2 是自识别输出整流管短路失效及保护控制流程图。

具体实施方式

为了实现本发明的技术方案，让更多的工程技术工作者容易了解和应用本发明，将结合具体实施例，进一步阐述如何解决偏磁。