一种功率器件过流保护电路和功率变换器的制作方法

    专利2025-06-03  94


    本技术涉及电力电子,尤其涉及一种功率器件过流保护电路和功率变换器。


    背景技术:

    1、功率变换器可以实现功率变换的作用,例如,功率变换器包括整流器、逆变器、dc-dc变压器等,功率器件是功率变换器中的关键功率器件,需要具有一定的耐电压和耐电流能力,并且在功率回路中的电流过大时及时对功率器件进行过流保护。

    2、目前,主要采用软件控制策略对功率器件进行过流保护,以防止电流损坏功率器件,但是,功率器件在不同温度下的耐电压和耐电流能力也会相应发生变化,尤其是当温度升高时,功率器件的最大耐电流值会下降。因此,如果仍然按照固定的电流保护阈值点来配置过流保护策略,则当温度升高时,过流保护策略可能就无法正常发挥作用,甚至会引发功率器件损坏。


    技术实现思路

    1、本实用新型提供了一种功率器件过流保护电路和功率变换器,以解决现有技术中过流保护策略由于未考虑温度因素导致功率器件损坏的问题。

    2、根据本实用新型的一方面,提供了一种功率器件过流保护电路,包括:温度检测模块、信号处理模块、电流检测模块和比较模块;

    3、所述温度检测模块设置在功率器件的外部,所述温度检测模块用于输出表征所述功率器件温度的温度信号;

    4、所述信号处理模块的输入端连接所述温度检测模块的输出端,所述信号处理模块用于根据所述温度信号生成与所述温度信号对应的过流阈值;

    5、所述电流检测模块的输入端连接所述功率器件,所述电流检测模块用于检测流过所述功率器件的电流值;

    6、所述比较模块的第一输入端连接所述信号处理模块的输出端,所述比较模块的第二输入端连接所述电流检测模块的输出端,所述比较模块用于根据所述温度信号对应的过流阈值和所述功率器件的电流值,控制所述功率器件的导通或关断。

    7、可选的,所述信号处理模块包括特性分析单元和pwm信号生成单元,所述特性分析单元用于对所述温度信号进行特性分析,并确定与所述温度信号对应的所述过流阈值,所述pwm信号生成单元的输入端连接所述特性分析单元的输出端,所述pwm信号生成单元用于根据所述过流阈值生成与所述过流阈值对应的pwm信号。

    8、可选的,所述功率器件过流保护电路还包括稳压模块,所述稳压模块的输入端连接所述信号处理模块的输出端,所述稳压模块的输出端连接所述比较模块的第一输入端,所述稳压模块用于对所述pwm信号进行稳压处理。

    9、可选的,所述特性分析单元包括预设的所述温度信号与所述过流阈值的映射模型,所述映射模型用于将所述温度信号与所述过流阈值一一对应。

    10、可选的,所述温度检测模块包括第一电阻、第二电阻和第一电源,所述第一电源的正极连接所述第一电阻的第一端,所述第一电源的负极接地,所述第一电阻的第二端连接所述第二电阻的第一端和所述温度检测模块的输出端,所述第二电阻的第二端接地。

    11、可选的,所述第二电阻包括热敏电阻。

    12、可选的,所述比较模块包括第一运算放大器和第三电阻,所述第一运算放大器的正向输入端连接所述比较模块的第一输入端,所述第一运算放大器的负向输入端连接所述比较模块的第二输入端,所述第一运算放大器的输出端连接所述比较模块的输出端和所述第三电阻的第一端,所述第三电阻的第二端接地。

    13、可选的,所述电流检测模块包括电流检测器,所述电流检测器用于根据检测到的电流信号转换为电压信号。

    14、可选的,所述稳压模块包括第四电阻、第五电阻、第一电容、第二电容和第三电容,所述第四电阻的第一端连接所述稳压模块的输入端,所述第四电阻的第二端连接所述第一电容的第一端和所述第五电阻的第一端,所述第五电阻的第二端连接所述第二电容的第一端、所述第三电容的第一端和所述稳压模块的输出端,所述第一电容的第二端、所述第二电容的第二端和所述第三电容的第二端接地。

    15、根据本实用新型的另一方面,提供了一种功率变换器,包括功率器件和如上任一方面所描述的所述功率器件过流保护电路。

    16、本实用新型实施例的技术方案,提供了一种功率器件过流保护电路,包括温度检测模块、信号处理模块、电流检测模块和比较模块。温度检测模块用于获取表征功率器件的温度的温度信号,信号处理模块根据温度信号生成与温度信号对应的过流阈值,使得功率器件的过流阈值随温度信号动态变化,电流检测模块通过检测功率器件的电流获取功率器件的实际工作电流,比较模块根据温度信号对应的过流阈值和功率器件的实际电流控制功率器件的导通或关断,当功率器件的电流大于过流阈值时,比较模块控制功率器件关断,当功率器件的电流不大于过流阈值时,比较模块控制功率器件导通。本实用新型中的功率器件过流保护电路通过根据功率器件的温度动态调整过流阈值,提高了功率器件的可靠性,解决了现有技术中过流保护策略由于未考虑温度因素导致功率器件损坏的问题。

    17、应当理解,本部分所描述的内容并非旨在标识本实用新型的实施例的关键或重要特征,也不用于限制本实用新型的范围。本实用新型的其它特征将通过以下的说明书而变得容易理解。



    技术特征:

    1.一种功率器件过流保护电路,其特征在于,包括:温度检测模块、信号处理模块、电流检测模块和比较模块;

    2.根据权利要求1所述的功率器件过流保护电路,其特征在于,所述信号处理模块包括特性分析单元和pwm信号生成单元,所述特性分析单元用于对所述温度信号进行特性分析,并确定与所述温度信号对应的所述过流阈值,所述pwm信号生成单元的输入端连接所述特性分析单元的输出端,所述pwm信号生成单元用于根据所述过流阈值生成与所述过流阈值对应的pwm信号。

    3.根据权利要求2所述的功率器件过流保护电路,其特征在于,还包括稳压模块,所述稳压模块的输入端连接所述信号处理模块的输出端,所述稳压模块的输出端连接所述比较模块的第一输入端,所述稳压模块用于对所述pwm信号进行稳压处理。

    4.根据权利要求2所述的功率器件过流保护电路,其特征在于,所述特性分析单元包括预设的所述温度信号与所述过流阈值的映射模型,所述映射模型用于将所述温度信号与所述过流阈值一一对应。

    5.根据权利要求1所述的功率器件过流保护电路,其特征在于,所述温度检测模块包括第一电阻、第二电阻和第一电源,所述第一电源的正极连接所述第一电阻的第一端,所述第一电源的负极接地,所述第一电阻的第二端连接所述第二电阻的第一端和所述温度检测模块的输出端,所述第二电阻的第二端接地。

    6.根据权利要求5所述的功率器件过流保护电路,其特征在于,所述第二电阻包括热敏电阻。

    7.根据权利要求1所述的功率器件过流保护电路,其特征在于,所述比较模块包括第一运算放大器和第三电阻,所述第一运算放大器的正向输入端连接所述比较模块的第一输入端,所述第一运算放大器的负向输入端连接所述比较模块的第二输入端,所述第一运算放大器的输出端连接所述比较模块的输出端和所述第三电阻的第一端,所述第三电阻的第二端接地。

    8.根据权利要求1所述的功率器件过流保护电路,其特征在于,所述电流检测模块包括电流检测器,所述电流检测器用于根据检测到的电流信号转换为电压信号。

    9.根据权利要求3所述的功率器件过流保护电路,其特征在于,所述稳压模块包括第四电阻、第五电阻、第一电容、第二电容和第三电容,所述第四电阻的第一端连接所述稳压模块的输入端,所述第四电阻的第二端连接所述第一电容的第一端和所述第五电阻的第一端,所述第五电阻的第二端连接所述第二电容的第一端、所述第三电容的第一端和所述稳压模块的输出端,所述第一电容的第二端、所述第二电容的第二端和所述第三电容的第二端接地。

    10.一种功率变换器,其特征在于,包括功率器件和如权利要求1-9任一项所述的功率器件过流保护电路。


    技术总结
    本技术公开了一种功率器件过流保护电路和功率变换器,包括:温度检测模块、信号处理模块、电流检测模块和比较模块;温度检测模块输出表征功率器件温度的温度信号;信号处理模块连接温度检测模块,用于根据温度信号生成与温度信号对应的过流阈值;电流检测模块连接功率器件,电流检测模块检测功率器件的电流;比较模块的第一输入端连接信号处理模块的输出端,比较模块的第二输入端连接电流检测模块的输出端,比较模块根据温度信号对应的过流阈值和功率器件的电流控制功率器件的导通或关断。本技术中的功率器件过流保护电路可以根据功率器件的温度动态调整过流阈值,提高功率器件的可靠性。

    技术研发人员:邹昀龙,孙礼貌
    受保护的技术使用者:如果新能源科技(无锡)有限公司
    技术研发日:20230912
    技术公布日:2024/4/29
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