一种输入端保护电路及电源转换装置制造方法及图纸

本发明专利技术主要揭示一种具有快速关断放电路径功能的输入端保护电路，应用于具有一直流‑直流转换模块与一输入电容的一直流‑直流转换器中，用以耦接于所述输入电容与一直流电源之间，其主要包括一放电回路截断单元与一控制单元。在直流‑直流转换器正常工作情况下，所述控制单元依据至少一参考信号控制放电回路截断单元形成一信道，使得输入电容透过该信道耦接直流电源。在直流‑直流转换器发生输入端短路情况下，所述控制单元依据至少一参考信号控制放电回路截断单元断开信道，切断输入电容与直流电源间的耦接，阻断输入电容在输入端短路情况下的放电回路，从而维持导致直流‑直流转换器的输出电压在一保持时间内不下降。

【技术实现步骤摘要】
一种输入端保护电路及电源转换装置
本专利技术为电源转换器之有关
，尤指一种具有快速关断放电路径功能的输入端保护电路及具有该输入端保护电路的电源转换装置。
技术介绍
众所周知，铁路交通可视为国家基础交通建设，为了因应气候、温度、地形、及供电条件等变化，欧洲为列车用电设备测试标准制定了EN50155法规。其他国家参考随之EN50155法规而制定其自有的列车用电设备测试标准。在铁路列车的供电系统中，直流-直流转换器(DC-DCconverter)扮演了非常重要的角色，其用以对发电机所提供的直流电执行一电压转换处理，从而供应具对应电压值之直流电至列车内的各种负载装置。图1显示应用在一列车供电系统之中的习知的一种直流-直流转换器的方块图。如图1所示，习知的直流-直流转换器1’主要包括一输入端保护单元11’以及一直流-直流转换模块12’。其中，该输入端保护单元11’耦接于一输入电压信号和该直流-直流转换模块12’之间，且包括一二极管D1’与一输入电容Cin’。并且，该直流-直流转换模块12’具有一第一输入端+Vin、一第二输入端-Vin、一第一输出端+Vout、和一第二输出端-Vout。更详细地说明，该二极管D1’用以防止输入电源反接，且该输入电容Cin’通常为一铝电解电容，用以对经过该二极管D1’的该输入直流电进行稳压滤波。EN50155要求直流-直流转换器1’在该输入电压信号发生异常的情况下必须符合S2及S3规范。在输入电压信号的电平突然降至0V并且在10mS后恢复正常的整个过程中，直流-直流转换器1’的输出电压若可以维持稳定，则该直流-直流转换器1’符合S2规范。另一方面，在输入电压信号的电平突然降至0V并且在20mS后恢复正常的整个过程中，直流-直流转换器1’的输出电压若可以维持稳定，则该直流-直流转换器1’符合S3规范。在实务应用中，可以透过设计该输入电容Cin’的电容值的方式来决定一输出电压保持时间，使该直流-直流转换器1’符合S2及/或S3规范。由图1可知，所述输入电压信号包含VIN+以及VIN-。实务经验指出，在该直流-直流转换模块12’发生输入端短路故障的情况下，所述输入电压信号之中的VIN-电平会迅速上升，因而加速该输入电容Cin’放电，从而导致该输出电压保持时间下降，造成该直流-直流转换器1’无法符合S2及/或S3规范。由上述说明可知，包含于习知的直流-直流转换器1’之中的该输入端保护单元11’仍具有进一步改良的空间。有鉴于此，本专利技术之创作人系极力加以研究创作，而终于研发完成本专利技术之一种具有快速关断放电路径功能的输入端保护电路。
技术实现思路
本专利技术之主要目的在于提供一种具有快速关断放电路径功能的输入端保护电路，其应用于具有一直流-直流转换模块与一输入电容的一直流-直流转换器之中，用以耦接于该输入电容与一直流电源之间，且主要包括一放电回路截断单元与一控制单元。依据本专利技术之设计，在该直流-直流转换器正常工作的情况下，该控制单元依据至少一参考信号而控制该放电回路截断单元形成一信道，使得该输入电容透过该信道而耦接该直流电源。并且，在该直流-直流转换器发生输入端短路的情况下，该控制单元依据至少一所述参考信号而控制该放电回路截断单元断开该信道，从而切断该输入电容该直流电源之间的耦接。如此设计，在该直流-直流转换器发生输入端短路发生的情况下，该输入电容之一放电回路(放电路径)便会被阻断，从而维持导致该直流-直流转换器的输出电压在一保持时间内不会下降，使该直流-直流转换器能够符合S2及/或S3规范。为达成上述目的，本专利技术提出一种具有快速关断放电路径功能的输入端保护电路之第一实施例，其应用于一直流-直流转换器之中，其中，该直流-直流转换器具有一直流-直流转换模块与一输入电容，该直流-直流转换模块具有耦接一直流电源的一第一供电端的一第一输入端和耦接一接地端的一第二输入端，且该输入电容以其一第一端和一第二端耦接于该第一输入端与该第二输入端之间；其中，该输入端保护电路包括：一放电回路截断单元，耦接于该直流电源的一第二供电端与该输入电容的该第二端之间；以及一控制单元，同时耦接该放电回路截断单元、该输入电容的该第二端、该接地端、与一参考信号；其中，在该直流-直流转换器正常工作的情况下，该控制单元依据该参考信号而控制该放电回路截断单元形成一信道，使得该输入电容的该第二端透过该放电回路截断单元的该信道而耦接该直流电源的该第二供电端；其中，在该直流-直流转换器发生输入端短路的情况下，该控制单元依据该参考信号而控制该放电回路截断单元断开该信道，从而切断该输入电容的该第二端与该直流电源的该第二供电端之间的耦接。进一步地，该放电回路截断单元包括：一MOSFET组件，具有一汲极端、一源极端、一闸极端；一第一二极管，以其一阳极端和一阴极端分别耦接所述MOSFET组件的一汲极端与第一电容的一第一端；一第一电容，以其一第一端耦接所述第一二极管的一阴极端，且以其一第二端耦接所述MOSFET组件的一源极端；以及一第一电阻，与所述第一电容并联。进一步地，所述控制单元包括：一运算放大器，具有一正输入端、一负输入端、一正偏压端、一负偏压端、以及一输出端，其中，所述正输入端耦接所述参考信号，所述负输入端耦接所述MOSFET组件的所述汲极端，所述正偏压端耦接一工作电压，且所述负偏压端耦接所述接地端；一BJT组件，具有一基极端、一射极端和一集极端，其中，所述基极端耦接所述运算放大器的输出端，所述集极端耦接所述接地端，且所述射极端透过一射极电阻而耦接至所述MOSFET组件的所述闸极端；以及一第二电阻，其一端耦接所述工作电压，且其另一端耦接所述BJT组件的基极端。进一步地，所述BJT组件为一PNP型BTJ组件，且所述运算放大器为一比较器或一误差放大器。进一步地，所述参考信号为一参考电压信号或一接地端电压信号。进一步地，所述输入端保护电路还包括：一第一滤波器，包括一第三电阻与一第二电容，其中，所述第三电阻耦接于所述参考信号与所述接地端之间，且所述第二电容与所述第三电阻并联；一第二滤波器，包括一第四电阻与一第三电容，其中，所述第四电阻耦接于所述运算放大器的所述负输入端与所述接地端之间，且所述第三电容与所述第四电阻并联；一第四电容，耦接于所述输入电容的所述第二端和所述工作电压之间；一第五电阻，耦接于所述射极电阻与所述MOSFET组件的闸极端之间；一第六电阻，耦接于所述射极电阻与所述第一电容的第二端之间；一第七电阻，耦接于所述射极电阻与所述工作电压之间；一第八电阻，耦接于所述MOSFET组件的汲极端与所述运算放大器的负偏压端之间；以及一第九电阻，耦接于所述运算放大器的正输入端与所述参考信号之间。本专利技术同时揭示一种电源转换装置，其包括具有一直流-直流转换模块与一输入电容的一直流-直流转换器，且进一步包括如前所述本专利技术的具有快速关断放电路径功能的输入本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种输入端保护电路，应用于一直流-直流转换器之中，其特征在于，所述直流-直流转换器具有一直流-直流转换模块与一输入电容，所述直流-直流转换模块具有耦接一直流电源的一第一供电端的一第一输入端和耦接一接地端的一第二输入端，且所述输入电容以其一第一端和一第二端耦接于第一输入端与第二输入端之间；其中，所述输入端保护电路包括一放电回路截断单元和一控制单元，在直流-直流转换器正常工作的情况下，所述控制单元依据至少一参考信号而控制所述放电回路截断单元形成一信道，使得所述输入电容透过所述信道而耦接所述直流电源；并且，在直流-直流转换器发生输入端短路的情况下，所述控制单元依据至少一所述参考信号而控制放电回路截断单元断开所述信道，从而切断所述输入电容与直流电源之间的耦接。/n

【技术特征摘要】
1.一种输入端保护电路，应用于一直流-直流转换器之中，其特征在于，所述直流-直流转换器具有一直流-直流转换模块与一输入电容，所述直流-直流转换模块具有耦接一直流电源的一第一供电端的一第一输入端和耦接一接地端的一第二输入端，且所述输入电容以其一第一端和一第二端耦接于第一输入端与第二输入端之间；其中，所述输入端保护电路包括一放电回路截断单元和一控制单元，在直流-直流转换器正常工作的情况下，所述控制单元依据至少一参考信号而控制所述放电回路截断单元形成一信道，使得所述输入电容透过所述信道而耦接所述直流电源；并且，在直流-直流转换器发生输入端短路的情况下，所述控制单元依据至少一所述参考信号而控制放电回路截断单元断开所述信道，从而切断所述输入电容与直流电源之间的耦接。


2.如权利要求1所述的输入端保护电路，其特征在于，所述放电回路截断单元耦接于直流电源的一第二供电端与所述输入电容的第二端之间；
所述控制单元同时耦接所述放电回路截断单元、所述输入电容的第二端、所述接地端、与一所述参考信号；
其中，在直流-直流转换器正常工作的情况下，所述控制单元依据所述参考信号而控制放电回路截断单元形成一信道，使得所述输入电容的第二端透过放电回路截断单元的信道而耦接直流电源的第二供电端；
其中，在直流-直流转换器发生输入端短路的情况下，所述控制单元依据所述参考信号而控制放电回路截断单元断开信道，从而切断所述输入电容的第二端与所述直流电源的第二供电端之间的耦接。


3.如权利要求2所述的输入端保护电路，其特征在于，所述放电回路截断单元包括：
一MOSFET组件，具有一汲极端、一源极端、一闸极端；
一第一二极管，以其一阳极端和一阴极端分别耦接所述MOSFET组件的一汲极端与第一电容的一第一端；
一第一电容，以其一第一端耦接所述第一二极管的一阴极端，且以其一第二端耦接所述MOSFET组件的一源极端；以及
一第一电阻，与所述第一电容并联。


4.如权利要求3所述的输入端保护电路，其特征在于，所述控制单元包括：
一运算放大器，具有一正输入端、一负输入端、一正偏压端、一负偏压端、以及一输出端，其中，所述正输入端耦接所述参考信号，所述负输入端耦接所述MOSFET组件的所述汲极端，所述正偏压端耦接一工作电压，且所述负偏压端耦接所述接地端；
一BJT组件，具有一基极端、一射极端和一集极端，其中，所述基极端耦接所述运算放大器的输出端，所述集极端耦接所述接地端，且所述射极端透过一射极电阻而耦接至所述MOSFET组件的所述闸极端；以及
一第二电阻，其一端耦接所述工作电压，且其另一端耦接所述BJT组件的基极端。


5.如权利要求4所述的输入端保护电路，其特征在于，所述BJT组件为一PNP型BTJ组件，且所述运算放大器为一比较器或一误差放大器。


6.如权利要求4所述的输入端保护电路，其特征在于，所述参考信号为一参考电压信号或一接地端电压信号。


7.如权利要求4所述的输入端保护电路，其特征在于，还包括：
一第一滤波器，包括一第三电阻与一第二电容，其中，所述第三电阻耦接于所述参考信号与所述接地端之间，且所述第二电容与所述第三电阻并联；
一第二滤波器，包括一第四电阻与一第三电容，其中，所述第四电阻耦接于所述运算放大器的所述负输入端与所述接地端之间，且所述第三电容与所述第四电阻并联；
一第四电容，耦接于所述输入电容的所述第二端和所述工作电压之间；
一第五电阻，耦接于所述射极电阻与所述MOSFET组件的闸极端之间；
一第六电阻，耦接于所述射极电阻与所述第一电容的第二端之间；
一第七电阻，耦接于所述射极电阻与所述工作电压之间；
一第八电阻，耦接于所述MOSFET组件的汲极端与所述运算放大器的负偏压端之间；以及
一第九电阻，耦接于所述运算放大器的正输入端与所述参考信号之间。


8.一种电源转换装置，包括具有一直流-直流转换模块与一输入电容的一直流-直流转换器，其特征在于，所述电源转换装置包括权利要求1至权利要求7中任一项所述的输入端保护电路。


9.如权利要求3所述的输入端保护电路，其特征在于，所述控制单元包括：
一运算放大器，具有一正输入端、一负输入端、一正偏压端、一负偏压端、以及一输出端，其中，所述正输入端耦接所述参考信号，所述负输入端耦接所述MOSFET组件的汲极端，所述正偏压端耦接一工作电压，所述负偏压端耦接所述接地端，且所述输出端耦接至所述MOSFET组件的闸极端。


10.如权利要求9所述的输入端保护电路，其特征在于，所述运算放大器为一比较器或一误差放大器。


11.如权利要求9所述的输入端保护电路，其特征在于，所述参考信号为...

【专利技术属性】
技术研发人员：王威，邝维峰，何马超，
申请(专利权)人：苏州明纬科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32