一种车载逆变器的保护电路和方法技术

本申请公开了一种车载逆变器的保护电路和方法，涉及汽车电气的技术领域。一种车载逆变器的保护电路，包括：两个分压支路，两个所述分压支路串联后一端被配置为接逆变器，另一端被配置为接地，且其中的一个所述分压支路可调节；控制器，其与两个所述分压支路的连接点A相连以检测所述连接点A的电位，并根据检测的电位判断是否限制所述逆变器的输出；同时，所述控制器还被配置为控制可调节的分压支路。本申请通过连接点电位的比较从逆变器中进行输出切断，不仅能够实现外部漏电保护还能够实现内部绝缘的失效保护，且反应快速，实时监控确保安全可靠性；同时，能够在用户在没有生理感知的情况下实现逆变器的输出保护，提大地提升了用户体验。用户体验。用户体验。

【技术实现步骤摘要】
一种车载逆变器的保护电路和方法


[0001]本申请涉及汽车电气的
，特别涉及一种车载逆变器的保护电路和方法。

技术介绍

[0002]随着生活质量水平的提高，卡车也像房车一样具备舒适性需求，进一步地，家用电器设备在卡车上也存在使用需求，这要求卡车提供民用市电电源。
[0003]为了使得卡车能够提供市电，要求使用逆变器将车载直流24V电源转换为民用工频220V交流电。然而，工频220V交流电若与人直接接触则存在致命的安全隐患。研究表明，人体承受超过3mA以上电流即能产生轻微痉挛，反射性的手指肌肉收缩，超过10mA电流即能致人死亡。
[0004]现阶段，车载逆变器对输出220V电路的保护措施多为在输出线路上增设保险，当输出短路时通过短路电流产生的局部大热量熔断保险，切断输出线路来保护用电器和用户安全。
[0005]尽管车载逆变器用的输出交流电保险可以切断电路，然而保险丝的熔断需要依赖于短路电流产生的能量，这就导致了反应时间较长进而使得保险不够保险；其次，漏电高电压也产生了，短时冲击也可能会损伤车载用电器，人体也会有不适感。

技术实现思路

[0006]本申请实施例提供了一种车载逆变器的保护电路和方法，以解决相关技术中车载逆变器安全可靠性不佳的技术问题。
[0007]第一方面，提供了一种车载逆变器的保护电路，包括：
[0008]两个分压支路，两个所述分压支路串联后一端被配置为接逆变器，另一端被配置为接地，且其中的一个所述分压支路可调节；
[0009]控制器，其与两个所述分压支路的连接点A相连以检测所述连接点A的电位，并根据检测的电位判断是否限制所述逆变器的输出；同时，所述控制器还被配置为控制可调节的分压支路。
[0010]在检测连接点A的电位之前，根据两个分压支路的电压分配情况下，计算得到连接点A的最大电位极限和最小电位极限，也即电位上限和电位下限；之后，控制器持续性地检测连接点A的电位，并根据检测的电位与电位上下线来判断是否出现逆变器输出异常，并在逆变器输出异常时，限制逆变器的输出。
[0011]在检测连接A的过程中，所述控制器也可同时控制可调节的分压支路，通过可调节的分压支路改变所述连接点A的电位。
[0012]一些实施例中，可调节的分压支路包括电阻R2、电阻R3和开关器件，所述电阻R2和所述电阻R3串联，且所述开关器件受控于所述控制器并与所述电阻R2或所述电阻R3并联；和/或
[0013]另一个所述分压支路包括电阻R1。
[0014]在本申请实施例中，所述开关器件的开关能够受控与控制器，并在控制器的控制下实现对于该开关器件并联的电阻的连通和短路切断，实现分压支路的分压调节。
[0015]一些实施例中，若所述开关器件为场效应管，则所述场效应管与所述电阻R3并联，且该场效应管的控制极与所述控制器相连。
[0016]在本实施例中，以场效应管Q为NMOS管为例，所述场效应管Q的漏级与所述电阻R3靠近逆变器的一端相连，源极与所述电阻R3的另一端相连，栅极接收所述控制器输出的高低电平。其中，若所述控制器输出低电平信号，所述场效应管Q截止，所述电阻R3连入分压支路中，分压支路上的阻抗变大；若所述控制器输出高电平信号，所述场效应管Q导通，所述电阻R3短路，分压支路上的阻抗变小。
[0017]一些实施例中，所述控制器通过采样支路连于所述连接点A。
[0018]一些实施例中，所述电阻R1或所述电阻R2或所述电阻R3由多个电阻单元串联形成。
[0019]一些实施例中，可调的分压支路远离所述逆变器设置。
[0020]验证性地，在开发产品2kW逆变器中运用该保护电路，进行样件测试，得到在漏电电流大于0.68mA后即能进行漏电保护，保护判断时间为72ms，远高于《QC/T 1036
‑
2016汽车电源逆变器》中规定的3.5mA/250ms漏电标准，能够可靠地对人身安全进行保护。本申请实施例能够在人体无感觉下进行了保护，且漏电水平远超出同类产品，提升了用户体验感。
[0021]比较性地，测量一款进行了现有技术漏电保护的逆变器，其中的保护电路在漏电流达到2.1mA时切断高压电源输出，保护动作时间为2920ms。而根据人体生理反应，0.9mA
‑
3.5mA人体会产生麻木但非病态的现象。
[0022]第二方面，还提供了一种车载逆变器的保护方法，包括以下步骤：
[0023]提供如上述的车载逆变器的保护电路；
[0024]预先调节分压支路并确定连接点A的电位上限和电位下限；
[0025]持续检测所述连接点A的电位，并根据所述电位上限、所述电位下限与检测的电位，判断是否限制所述逆变器的输出。
[0026]在检测连接点A的电位之前，根据两个分压支路的电压分配情况下，计算得到连接点A的最大电位极限和最小电位极限，也即电位上限和电位下限；之后，控制器持续性地检测连接点A的电位，并根据检测的电位与电位上下线来判断是否出现逆变器输出异常，并在逆变器输出异常时，限制逆变器的输出。同时，在检测连接A的过程中，所述控制器也可同时控制可调节的分压支路，通过可调节的分压支路改变所述连接点A的电位。
[0027]一些实施例中，若检测的电位超过所述电位上限或低于所述电位下限，则限制所述逆变器的输出。
[0028]一些实施例中，若检测的电位超过所述电位上限，则判定为逆变器外部漏电故障；和/或
[0029]若检测的电位低于所述电位下限，则判定为逆变器内部绝缘失效故障。
[0030]若逆变器输出存在绝缘阻抗减小、人体接触漏电(阻抗为千欧级)、甚至是直接搭铁时，此时在连接点A检测到的电位超过所述电位上限，并被控制器DSP侦测到，则控制器立即控制所述逆变器关闭输出以起到逆变器外部漏电的保护作用。
[0031]假设外部存在漏电情况，相当于在电阻R1的两端并联了一个阻抗R4，等效原理图
如图2，连接点A的第一电位范围为：
[0032]V
·
R2/(R1∥R4+R3)＜V
A
＜V
·
(R2+R3)/(R1∥R4+R2+R3)，
[0033]式中，式中，R1、R2、R3、R4为电阻R1、电阻R2、电阻R3、阻抗R4的阻值，V为逆变器的输出电压。
[0034]若逆变器内部电路的绝缘阻抗减小时，连接点A的电位会降低，此时在连接点A检测到的电位低于所述电位下限，并被控制器DSP侦测到，则控制器立即控制所述逆变器关闭输出以实现逆变器内部绝缘失效故障的保护。
[0035]假设内部存在绝缘失效的情况，相当于在电阻R2和电阻R3的两端并联了一个阻抗R5，等效原理图如图3，连接点A的第二电位范围为：
[0036]V
·
R2∥R5/(R1+R2∥R5)＜V
A
＜V
·
(R2+R3)∥R5/[R1+(R2+R3)∥R5]，<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种车载逆变器的保护电路，其特征在于，包括：两个分压支路，两个所述分压支路串联后一端被配置为接逆变器，另一端被配置为接地，且其中的一个所述分压支路可调节；控制器，其与两个所述分压支路的连接点A相连以检测所述连接点A的电位，并根据检测的电位判断是否限制所述逆变器的输出；同时，所述控制器还被配置为控制可调节的分压支路。2.如权利要求1所述的车载逆变器的保护电路，其特征在于，可调节的分压支路包括电阻R2、电阻R3和开关器件，所述电阻R2和所述电阻R3串联，且所述开关器件受控于所述控制器并与所述电阻R2或所述电阻R3并联；和/或另一个所述分压支路包括电阻R1。3.如权利要求2所述的车载逆变器的保护电路，其特征在于：若所述开关器件为场效应管，则所述场效应管与所述电阻R3并联，且该场效应管的控制极与所述控制器相连。4.如权利要求1或3所述的车载逆变器的保护电路，其特征在于，所述控制器通过采样支路连于所述连接点A。5.如权利要求2所述的车载逆变器的保护电路，其特征在于，所述电阻R1或所述电阻R2或所述电阻R3由多个电阻单元串联形成。6.如权利要求1所述的车载逆变器的保护电路，其特征在于，可调的分压支路远离所述逆变器设置。7.一种车载逆变器的保护...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵武，严达，孟雅纯，谭川，冯薇丽，刘洪浩，谢肇柏，
申请(专利权)人：东风商用车有限公司，
类型：发明
国别省市：