一种移相全桥周期自保护电路的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种移相全桥周期自保护电路，该保护电路包括：DSP处理器、电流采样及其比较电路、有源晶振电路、第一下降沿触发D触发器、第二下降沿触发D触发器、第一双输入或门、第二双输入或门、第一非门、第一双输入与门、第二双输入与门、第三双输入与门、第四三输入与门、第五双输入与门、第六双输入与门、第七双输入与门、第八双输入与门。当出现过流时，可以使4路输入PWM信号同时变为低电平，实现开关管的全关断及在出现连续过流时不会产生变压器偏磁现象，同时DSP处理器只需输出4路PWM信号即可，提高DSP处理器利用率。本实用新型的周期自保护电路简单实用，以最少的PWM信号实现过流保护，节约设计成本。
【专利说明】ー种移相全桥周期自保护电路
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及移相全桥开关电源【技术领域】，具体涉及ー种移相全桥周期自保护电路。
【背景技术】
[0002]移相全桥电路已经是ー个很成熟的软开关电路，常作为中大功率电源电路拓扑，桥臂上的四个开关管常以TI2000系列DSP处理器控制，通过DSP处理器可以产生带有死区时间的PWM信号，避免电路上出现同一桥臂直通现象，但当出现过流时需要将四路开关管都关断吋，而DSP处理器输出的总是2路互补的PWM信号，无法实现开关管全关，这与过流情况下的要求相悖。另外常用的单周期保护控制在系统出现连续过流时会产生变压器偏磁现象，虽然已有半周期保护控制可以缓解偏磁现象，但同时需增加一路PWM信号，这无疑给DSP处理器增加负担，特别对于多机并联电路来说，由于DSP处理器的PWM端ロ有限，若每个单机都需增加一路PWM信号，则本来只需I片DSP处理器即可控制，此时可能就需要2片甚至更多，成本较高。
实用新型内容
[0003]针对现有技术存在的不足，本实用新型公开ー种移相全桥周期自保护电路及其控制方法，当出现过流时，可以使4路输入PWM信号同时变为低电平，实现开关管的全关断及在出现连续过流时不会产生变压器偏磁现象，同时DSP处理器只需输出4路PWM信号即可，提高DSP处理器利用率，此控制方法可靠、电路简单、易于实现。
[0004]本实用新型为达到上述目的，所采用的技术方案如下:
[0005]ー种移相全桥周期自保护电路，包括:DSP处理器4个PWM输出端、电流采样及其比较电路、有源晶振电路、第一下降沿触发D触发器、第二下降沿触发D触发器、第一双输入或门、第二双输入或门、第一非门、第一双输入与门、第二双输入与门、第三双输入与门、第四三输入与门、第五双输入与门、第六双输入与门、第七双输入与门、第八双输入与门；所述的DSP处理器4个PWM输出端为:第一输入PWM信号输出端、第二输入PWM信号输出端、第三输入PWM信号输出端、第四输入PWM信号输出端；所述第一下降沿触发D触发器的D输入端与第一输入PWM信号输出端连接，CLK输入端与第二双输入或门的输出端连接；所述第ー非门的输出端与第一输入PWM信号输出端连接；所述第一双输入与门的第一输入端与第一非门的输出端连接，第二输入端与第一下降沿触发D触发器的输出Q连接；所述第二双输入与门的第一输入端与第一下降沿触发D触发器的输出Q非连接，第二输入端与第一输入PWM信号输出端连接；所述第一双输入或门的第一输入端与第一双输入与门的输出端连接，第二输入端与第二双输入与门的输出端连接；所述第二下降沿触发D触发器的D输入端与第二双输入或门的输出端连接，CLK输入端与有源晶振电路的输出端连接；所述第三双输入与门的第一输入端与电流采样及其比较电路的输出端连接，第二输入端与第二下降沿触发D触发器的输出端Q连接；所述第四三输入与门的第一输入端与第二下降沿触发D触发器的输出端Q非连接，第二输入端与电流采样及其比较电路的输出端连接，第三输入端与第一双输入或门的输出连接；所述的第二双输入或门的第一输入端与第三双输入与门的输出连接，第二输入端与第四三输入与门的输出连接；所述的第五双输入与门、第六双输入与门、第七双输入与门、第八双输入与门的第一输入端分别与第一输入PWM信号输出端、第二输入PWM信号输出端、第三输入PWM信号输出端、第四输入PWM信号输出端相连；所述第五双输入与门、第六双输入与门、第七双输入与门、第八双输入与门的第二输入端均连在一起，并与第二双输入或门输出端相连；所述第五双输入与门、第六双输入与门、第七双输入与门、第八双输入与门的输出用于控制电路两桥臂上4个开关管的开关。
[0006]作为优选，所述的DSP处理器选用德州仪器公司2000系列DSP处理器。
[0007]所述的电流采样及其比较电路，包括:霍尔电流传感器P、16个电阻、7个电容、4个二极管和2个运算放大器；所述的电流采样及其比较电路采样的电流信号为流过IGBT的电流，当IGBT出现过流时，电流采样及其比较电路的输出端的输出为低电平；相反当IGBT电流正常时电流采样及其比较电路的输出端的输出为高电平。
[0008]所述的第一输入PWM信号输出端输出第一输入PWM信号、第二输入PWM信号输出端输出第二输入PWM信号、第三输入PWM信号输出端输出第三输入PWM信号、第四输入PWM信号输出端输出第四输入PWM信号，所述的第一输入PWM信号、第二输入PWM信号、第三输入PWM信号、第四输入PWM信号组成4路移相全桥驱动信号，其中第二输入PWM信号由第一输入PWM信号反向得到，第四输入PWM信号由第三输入PWM信号反向得到。
[0009]与现有技术方案相比较，本实用新型具有以下优点和技术效果:
[0010]1、电路简单易实现，同时在电路出现过流时使四个开关管同时关断；
[0011]2、通过全桥周期自保护控制方法，使电路工作时处于自保护状态，避免电路出现连续过流时变压器偏磁现象；
[0012]3、能以最少的PWM信号实现全桥电路周期自保护，有利于多机并联控制，贴合实际使用。
【专利附图】
【附图说明】
[0013]图1为实施方式的移相全桥周期自保护电路图；
[0014]图2为实施方式的电流采样及其比较电路电路图；
[0015]图3为实施方式的有源晶振电路图；
[0016]图4为实施方式的移相全桥周期自保护电路时序逻辑图。
【具体实施方式】
[0017]以下结合附图对本实用新型的实施作进一步的详细叙述，但本实用新型的实施和保护不限于此。
[0018]如图1所不,一种移相全桥周期自保护电路，图中包括:DSP处理器4个PWM输出端、电流采样及其比较电路1、有源晶振电路2、第一下降沿触发D触发器D1、第二下降沿触发D触发器D2、第一双输入或门0R1、第二双输入或门0R2、第一非门N0T1、第一双输入与门ANDl、第二双输入与门AND2、第三双输入与门AND3、第四三输入与门AND4、第五双输入与门AND5、第六双输入与门AND6、第七双输入与门AND7、第八双输入与门AND8 ;所述的DSP处理器4个PWM输出端为:第一输入PWM信号输出端3、第二输入PWM信号输出端4、第三输入PWM信号输出端5、第四输入PWM信号输出端6 ;所述第一下降沿触发D触发器Dl的D输入端与第一输入PWM信号输出端3连接，CLK输入端与第二双输入或门0R2的输出端连接；所述第ー非门NOTl的输出端与第一输入PWM信号输出端3连接；所述第一双输入与门ANDl的第一输入端与第一非门NOTl的输出端连接,第二输入端与第一下降沿触发D触发器Dl的输出Q连接；所述第二双输入与门AND2的第一输入端与第一下降沿触发D触发器Dl的输出Q非连接，第二输入端与第一输入PWM信号输出端3连接；所述第一双输入或门ORl的第一输入端与第一双输入与门ANDl的输出端连接，第二输入端与第二双输入与门AND2的输出端连接；所述第二下降沿触发D触发器D2的D输入端与第二双输入或门0R2的输出端连接，CLK输入端与有源晶振电路2的输出端CLKIN连接；所述第三双输入与门AND3的第一输入端与电流采样及其比较电路I的输出端的输出VI连接，第二输入端与第二下降沿触发D触发器D2的输出端Q连接；所述第四三输入与门AND4的第一输入端与第二下降沿触发D触发器D2的输出端Q非连接，第二输入端与电流采样及其比较电路I的输出端的输出VI连接，第三输入端与第一双输入或门ORl的输出连接；所述的第二双输入或门0R2的第一输入端与第三双输入与门AND3的输出连接，第二输入端与第四三输入与门AND4的输出连接；所述的第五双输入与门AND5、第六双输入与门AND6、第七双输入与门AND7、第八双输入与门AND8的第一输入端分别与第一输入PWM信号输出端3、第二输入PWM信号输出端4、第三输入PWM信号输出端5、第四输入PWM信号输出端6相连；所述第五双输入与门AND5、第六双输入与门AND6、第七双输入与门AND7、第八双输入与门AND8的第二输入端均连在一起，并与第二双输入或门0R2输出端相连；所述第五双输入与门AND5、第六双输入与门AND6、第七双输入与门AND7、第八双输入与门AND8的输出用于控制电路两桥臂上4个开关管的开关。 [0019]作为优选，所述的DSP处理器选用德州仪器公司2000系列DSP处理器。
[0020]如图2所示，所述的电流采样及其比较电路1，图中包括:霍尔电流传感器P、16个电阻(R1-R16X 7个电容(C1-C7)J个二极管(D1-D4)和2个运算放大器(U1和U2)所述的霍尔电流传感器P采用CSM300LT系列霍尔电流传感器，当流过IGBT的电流为正时，霍尔电流传感器CSM300LT输出正电流，第一电阻R1上电压U1为正电压信号u1+，第二二极管D2导通，第一运算放大器U1构成反相比例运算电路，其输出为
【权利要求】
1.ー种移相全桥周期自保护电路，其特征在于包括=DSP处理器、电流采样及其比较电路(I)、有源晶振电路(2)、第一下降沿触发D触发器(D1)、第二下降沿触发D触发器(D2)、第一双输入或门(0R1)、第二双输入或门(0R2)、第一非门(N0T1)、第一双输入与门(AND1)、第二双输入与门(AND2)、第三双输入与门(AND3)、第四三输入与门(AND4)、第五双输入与门(AND5)、第六双输入与门(AND6)、第七双输入与门(AND7)、第八双输入与门(AND8);所述的DSP处理器包括第一输入PWM信号输出端(3)、第二输入PWM信号输出端(4)、第三输入PWM信号输出端(5)、第四输入PWM信号输出端(6);所述第一下降沿触发D触发器(Dl)的D输入端与第一输入PWM信号输出端(3)连接，CLK输入端与第二双输入或门(0R2)的输出端连接；所述第一非门(NOTl)的输出端与第一输入PWM信号输出端(3)连接；所述第一双输入与门(ANDl)的第一输入端与第一非门(NOTl)的输出端连接,第二输入端与第一下降沿触发D触发器(Dl)的输出Q连接；所述第二双输入与门(AND2)的第一输入端与第一下降沿触发D触发器(Dl)的输出Q非连接，第二输入端与第一输入PWM信号输出端(3)连接；所述第一双输入或门(ORl)的第一输入端与第一双输入与门(ANDl)的输出端连接,第二输入端与第二双输入与门(AND2)的输出端连接；所述第二下降沿触发D触发器(D2)的D输入端与第二双输入或门(0R2)的输出端连接，CLK输入端与有源晶振电路(2)的输出端(CLKIN)连接；所述第三双输入与门(AND3)的第一输入端与电流采样及其比较电路(I)的输出端连接，第二输入端与第二下降沿触发D触发器(D2)的输出端Q连接；所述第四三输入与门(AND4)的第一输入端与第二下降沿触发D触发器(D2)的输出端Q非连接，第二输入端与电流采样及其比较电路(I)的输出端连接，第三输入端与第一双输入或门(ORl)的输出连接；所述的第二双输入或门(0R2)的第一输入端与第三双输入与门(AND3)的输出连接，第二输入端与第四三输入与门(AND4)的输出连接；所述的第五双输入与门(AND5)、第六双输入与门(AND6)、第七双输入与门(AND7)、第八双输入与门(AND8)的第一输入端分别与第一输入PWM信号输出端(3)、第二输入PWM信号输出端(4)、第三输入PWM信号输出端(5)、第四输入PWM信号输出端(6)相连；所述第五双输入与门(AND5)、第六双输入与门(AND6)、第七双输入与门(AND7)、第八双输入与门(AND8)的第二输入端均连在一起，并与第二双输入或门(0R2)输出端相连；所述第五双输入与门(AND5)、第六双输入与门(AND6)、第七双输入与门(AND7)、第八双输入与门(AND8)的输出分别用于控制移相全桥电路两桥臂上4个IGBT开关管的开关。
2.根据权利要求1所述的ー种移相全桥周期自保护电路，其特征在于所述的电流采样及其比较电路(I)包括:霍尔电流传感器P、16个电阻(R1-R16),7个电容(C1-C7)、4个二极管(D1-D4)和2个运算放大器(U1.U2);所述的电流采样及其比较电路(I)采样的电流信号为流过IGBT的电流，当IGBT出现过流吋，电流采样及其比较电路(I)的输出端的输出(VI)为低电平；相反当IGBT电流正常时电流采样及其比较电路(I)的输出端的输出(VI)为高电平。
3.根据权利要求1所述的ー种移相全桥周期自保护电路，其特征在于所述的DSP处理器采用德州仪器公司2000系列DSP处理器。
4.根据权利要求1所述的ー种移相全桥周期自保护电路，其特征在于第一输入PWM信号输出端(3)输出第一输入PWM信号(PWMl)、第二输入PWM信号输出端(4)输出第二输入PWM信号(PWM2)、第三输入PWM信号输出端(5)输出第三输入PWM信号(PWM3)、第四输入PWM信号输出端(6)输出第四输入PWM信号(PWM4)，所述的第一输入PWM信号(PWMl)、第二.输入PWM信号(PWM2)、第三输入PWM信号(PWM3)、第四输入PWM信号(PWM4)组成4路移相全桥驱动信号，其中第二输入PWM信号(PWM2)由第一输入PWM信号(PWMl)反向得到，第四输入PWM信号(PWM4)由第三输入PWM信号(PWM3)反向得到。
【文档编号】H02H7/12GK203434602SQ201320463893
【公开日】2014年2月12日 申请日期:2013年7月31日 优先权日:2013年7月31日
【发明者】杜贵平, 朱天生 申请人:华南理工大学