一种有源PFC的硬件保护电路制造技术

本发明专利技术提供一种硬件保护电路，全部由硬件来实现保护，硬件电路的动作时间比软件保护要短很多，这样可以更及时地对过电流或者过电压进行保护。本发明专利技术既可以对功率器件的过电流进行保护，又可以对整个回路的过电压（包括直流电压和交流电压）进行保护，无论是过电压还是过电流均触发保护，运算保护模块将停止输送给功率器件PWM脉冲信号，这样功率器件将断开，以避免对功率器件造成损坏。这样，即使MCU的响应处理速度较慢，仍然输出PWM脉冲信号，但是运算保护模块已经拦截了该PWM脉冲信号，因此，该硬件保护电路可以及时有效地对有源PFC电路中的过电流或者过电压进行保护，并且这种保护更为安全可靠。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术提供一种硬件保护电路，全部由硬件来实现保护，硬件电路的动作时间比软件保护要短很多，这样可以更及时地对过电流或者过电压进行保护。本专利技术既可以对功率器件的过电流进行保护，又可以对整个回路的过电压(包括直流电压和交流电压）进行保护，无论是过电压还是过电流均触发保护，运算保护模块将停止输送给功率器件PWM脉冲信号，这样功率器件将断开，以避免对功率器件造成损坏。这样，即使MCU的响应处理速度较慢，仍然输出PWM脉冲信号，但是运算保护模块已经拦截了该PWM脉冲信号，因此，该硬件保护电路可以及时有效地对有源PFC电路中的过电流或者过电压进行保护，并且这种保护更为安全可靠。【专利说明】-种有源PFC的硬件保护电路
本专利技术涉及功率因数校正
，特别涉及一种有源PFC的硬件保护电路。
技术介绍
随着工业生产水平和人民生活水平的提供，大量使用的非线性用电设备在电网中 产生了越来越多的谐波，不仅增加了电网供电的损耗，影响电网保护装置的正常运行，而且 降低了用电设备的功率因数。 变频空调器就属于非线性用电设备，因此，为了抑制谐波的产生以及提供功率因 数，在变频空调器中引入了功率因数校正（PFC, Power Factor Correction)技术。 PFC的基本思路就是输入电流波形尽量趋于正弦波并且与输入电压相位差减小。 目前，PFC技术可以分为无源功率因数校正（PPFC)和有源功率因数校正（APFC)。 PPFC主要是使用电感和电容等组成滤波装置，该滤波装置调整输入电流的波形和 相位偏移。PPFC的优点是电路比较简单、成本低、电磁干扰少、工作稳定。 APFC主要是控制功率开关元件的通断时间来调整输入电流波形及其相位偏移。 APFC的优点是提高了功率因数和减小了电流的谐波成分。 目前世界均在倡导节约能源，因此变频空调中也成为节约能源的研究重点。为了 达到国家"3C"强制认证的要求，电流谐波抑制成为变频空调厂家必须解决的问题；由于传 统的无源PFC抑制谐波方式无法解决国家所倡导的高能效变频空调产品，所以有源PFC日 渐成为变频空调行业内的主流方案。 由于变频空调所使用的环境复杂多样、恶劣状态较多（如雷击、电源瞬停、电源急 变、电源异常等);同时还具有运行功率宽、频率高、负载波动大等特点。因此，对有源PFC的 可靠性设计提出了很高的要求，其中过电流的保护更是研究的重点和难点。如何提供一种 更为安全可靠的硬件保护电路是本领域技术人员需要解决的技术问题。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种有源PFC的硬件保护电路，能够及时地对过 电压或者过电流进行保护，响应快、更为安全可靠。 本专利技术实施例提供一种有源PFC的硬件保护电路，包括：功率器件过电流检测模 块、直流电压过电压检测模块、触发保护模块和运算保护模块； 所述功率器件过电流检测模块，用于检测有源PFC电路中功率器件上流过的第一 电流信号，将该第一电流信号转换为对应的第一电压信号，当该第一电压信号超过第一预 定门限电压时，发送第一触发信号给所述触发保护模块； 所述直流电压过电压检测模块，用于检测与直流回路输出的直流电压成正比的第 一直流电压，当该第一直流电压超过第二预定门限电压时，发送第二触发信号给所述触发 保护模块； 所述触发保护模块，用于检测到所述第一触发信号和第二触发信号中的任何一个 时，发送保护信号至所述运算保护模块； 所述运算保护模块，用于切断MCU输出给所述功率器件的PWM脉冲信号，所述PWM 脉冲信号用来驱动功率器件的导通和关断。 优选地，所述保护信号还反馈至所述Μ⑶的中断口； 所述MCU用于停止输出PWM脉冲信号。 优选地，所述功率器件过电流检测模块包括：第一电压转换单元和第一电压比较 单元； 所述第一电压转换单元包括第三十电阻和第二电阻；所述功率器件的一端连接整 流桥的输出正极，所述功率器件的另一端通过所述第二电阻接地； 所述第一电压比较单元包括第一比较器、第三十二电阻和第三十三电阻；所述第 一比较器的正相输入端通过依次串联的第三十电阻和第二电阻接地；所述第一电压信号为 所述第二电阻和第三十电阻串联后的电压； 所述第一比较器的反相输入端通过第三十三电阻接地，所述第一比较器的反相输 入端通过第三十二电阻连接〇?24V电源；所述第三十三电阻上电压为所述第一预定门限 电压； 所述第一比较器的输出信号为所述第一触发信号。 优选地，所述直流电压过电压检测模块包括：第一直流电压检测单元和第二电压 比较单元； 所述第一直流电压检测单元包括依次串联在直流电源输出正极和输出负极的第 三电阻、第四电阻和第五电阻；所述第五电阻上的电压作为所述第一直流电压； 所述第二比较单元包括第二比较器、第三十六电阻和第三十七电阻，所述第二比 较器的正相输入端通过所述第三十七电阻接地，所述第二比较器的反相输入端通过所述第 三十六电阻连接〇?24V电源；所述第三十七电阻上的电压作为所述第二预定门限电压； 所述第二比较器的输出信号为所述第二触发信号。 优选地，所述触发保护模块包括：第一触发器、第二触发器和第一与门； 所述第一触发器的CK端连接所述第一比较器的输出端，所述第一触发器的Q非端 连接所述第一与门的第一输入端； 所述第二触发器的CK端连接所述第二比较器的输出端，所述第二触发器的Q非端 连接所述第一与门的第二输入端； 所述第一与门输出的信号为所述保护信号。 优选地，所述运算保护模块包括第二与门； 所述第二与门的第一输入端连接所述保护信号； 所述第二与门的第二输入端连接MCU输出的PWM脉冲信号； 所述第二与门的输出端连接功率器件的控制端。 优选地，还包括与所述触发保护模块连接的解除恢复模块，用于当所述第一电压 信号未超过第一预定门限电压且第一直流电压未超过第二预定门限电压时，用于控制所述 触发保护模块不发送保护信号。 优选地，所述解除恢复模块包括第六电阻和第三电容； 所述第六电阻的一端连接交流电源的过零点； 所述过零点连接双向光耦的输出负端； 所述双向光耦的输出正端连接0?24V电源； 所述双向光耦的输入正端通过第一百零一电阻连接交流的输入正端，双向光耦的 输入负端通过第一百零二电阻连接交流的输入负端； 第六电阻的另一端通过所述第三电容接地； 所述第六电阻和第三电容的公共端连接所述第一触发器的重置端和第二触发器 的重置端。 优选地，还包括与所述触发保护模块相连接的延时模块，用于将所述触发保护模 块输出的保护信号进行预定时间的延时后发送给所述MCU的中断口和所述运算保护模块。 优选地，所述延时模块包括第三比较器和第四比较器； 所述第三比较器的反相输入端通过第十四电阻连接第一与门的输出端；所述第 十四电阻通过第十五电阻接地； 所述第三比较器的正相输入端通过第十三电阻接地；所述第十三电阻通过第十二 电阻连接〇?24V电源； 所述第三比较器的输出端通过第第八电阻连接第四比较器的反相输入端； 所述第四比较器的正相输入端通过串联的第二十四电阻和第十二本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种有源PFC的硬件保护电路，其特征在于，包括：功率器件过电流检测模块、直流电压过电压检测模块、触发保护模块和运算保护模块；所述功率器件过电流检测模块，用于检测有源PFC电路中功率器件上流过的第一电流信号，将该第一电流信号转换为对应的第一电压信号，当该第一电压信号超过第一预定门限电压时，发送第一触发信号给所述触发保护模块；所述直流电压过电压检测模块，用于检测与直流回路输出的直流电压成正比的第一直流电压，当该第一直流电压超过第二预定门限电压时，发送第二触发信号给所述触发保护模块；所述触发保护模块，用于检测到所述第一触发信号和第二触发信号中的任何一个时，发送保护信号至所述运算保护模块；所述运算保护模块，用于切断MCU输出给所述功率器件的PWM脉冲信号，所述PWM脉冲信号用来驱动功率器件的导通和关断。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：徐锦清，吴佳英，
申请(专利权)人：浙江三花股份有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33