短路保护装置、目标电路的短路保护方法及功率变换设备与流程

文档序号:28483531发布日期:2022-01-14 23:10阅读:257来源:国知局
短路保护装置、目标电路的短路保护方法及功率变换设备与流程

1.本技术涉及电子电路技术领域,尤其涉及一种短路保护装置、目标电路的短路保护方法及功率变换设备。


背景技术:

2.电力电子器件,如金属氧化物半导体场效应管(metal-oxide semiconductor field-effect transistor,mosfet)和绝缘栅双极性晶体管(insulated gate bipolar transistor,igbt),导通速度快,开关损耗低,能量密度高,但是其耐压以及过流能力相对较低,发生损坏时,器件短路或者断路,易造成系统事故进一步扩大,限制了其进一步的应用。如果短接发生在电池或者电容等具有能量的源两端,则会产生短时大电流,造成电力电子器件或者其他子部件损坏,严重时,甚至发生起火或者爆炸。
3.目前,主要是通过如图1所示的短路保护装置来实现对mosfet s1和s2的短路保护。如图1所示,短路保护装置包括与s1串联的电阻r1以及分别通过电阻r11和r12与r1的两端相连的运算放大器。当s1和s2发生短路时,r1两端的电压随着短路电流增大,运算放大器的输出电压vo也随之增大,可通过判断运算放大器的输出电压vo是否达到预设输出电压保护值的方式,确定s1和s2是否发生短路故障。但是,由于上述电路中含有与电池串联的电感l,而l的电感值会影响短路电流的上升速度,导致短路保护不够快速,适用性差。


技术实现要素:

4.本技术提供了一种短路保护装置、目标电路的短路保护方法及功率变换设备,可快速及时切断短路故障,实现对目标电路的有效保护,适用性强。
5.第一方面,本技术提供了一种短路保护装置,该短路保护装置包括第一检测支路、第二检测支路以及控制器。其中,第一检测支路并联至目标电路的第一端和第二端,第二检测支路并联至目标电路的第一端和第二端,第一检测支路包括第一采样电阻以及与第一采样电阻并联的第一采样电容,第二检测支路包括第二采样电阻,并且,在目标电路处于工作状态时第二采样电阻两端的第二采样电压的绝对值与第一采样电阻两端的第一采样电压的绝对值之间的差值为第一差值。控制器获取第一采样电阻两端的第一采样电压的绝对值和第二采样电阻两端的第二采样电压的绝对值的比较结果,并在第二采样电压的绝对值与第一采样电压的绝对值之间的差值为第二差值,且该第二差值小于第一差值时,控制目标电路停止工作。由于目标电路的第一端与第二端之间发生短路时,目标电路两端的电压下降速度远快于短路电流的上升速度,因此可快速及时切断短路故障,实现对目标电路的有效保护,适用性强。
6.结合第一方面,在第一种可能的实施方式中,第二检测支路还包括第二采样电容,第二采样电容与第二采样电阻并联,并且,第二采样电容的电容值小于第一采样电容的电容值。可通过第二采样电容对第二采样电压中的尖峰成分进行过滤,可避免向下的尖峰成分所导致短路保护被误触发的情况,提高了短路保护装置进行短路保护时的准确性,进而
提高了目标电路和短路保护装置所在设备(如功率变换设备)工作时的稳定性。
7.结合第一方面,在第二种可能的实施方式中,第一检测支路包括串联的两个电阻,第一检测支路中串联的两个电阻还包括第三采样电阻,第三采样电阻的一端连接目标电路的第一端和第二采样电阻的一端,第一采样电阻的另一端连接目标电路的第二端和第二采样电阻的另一端。只需要通过三个电阻和一个电容即可实现对目标电路两端之间是否发生短路故障的检测,电路结构简单,可降低电路成本,适用性强。
8.结合第一方面,在第三种可能的实施方式中,第二检测支路包括串联的两个电阻,第二检测支路中串联的两个电阻还包括第四采样电阻,目标电路的第一端通过第四采样电阻和第二采样电阻连接目标电路的第二端,其中,第四采样电阻的阻值与第二采样电阻的阻值之间的比值小于或者等于第三采样电阻的阻值与第一采样电阻的阻值之间的比值,可保证目标电路处于工作状态时,即目标电路的第一端和第二端之间未发生短路故障时,第二采样电阻两端的第二采样电压大于或者等于第一采样电阻两端的第一采样电压。进一步地,在第二检测支路中添加第四采样电阻后,可通过改变第一采样电阻至第四采样电阻中四个电阻的阻值大小的方式根据实际需求改变第一采样电压和第二采样电压之间的大小,灵活性高。
9.结合第一方面,在第四种可能的实施方式中,短路保护装置还包括比较器,比较器的第一输入端用于采集第一采样电阻两端的第一采样电压,第二输入端用于采集第二采样电阻两端的第二采样电压,比较器的输出端连接控制器,用于在第一采样电压小于第二采样电压时,输出第一电平信号;在第一采样电压大于或者等于第二采样电压时,输出第二电平信号。控制器获取比较器输出的电平信号,并在比较器输出的电平信号为第二电平信号时,控制目标电路停止工作。可通过获取比较器输出电平信号的方式获取第一采样电阻和第二采样电阻的比较结果,进而减少控制器的计算量,提高处理效率。
10.结合第一方面,在第五种可能的实施方式中,控制器在第二采样电压的绝对值与所述第一采样电压的绝对值之间的差值为第二差值后经过预设时长的第一时刻,获取第一采样电阻两端的第一采样电压的绝对值和第二采样电阻两端的第二采样电压的绝对值的比较结果。若第二采样电压的绝对值与第一采样电压的绝对值之间的差值为第三差值,且第三差值小于第一差值,则控制目标电路停止工作,进而可通过延时的方式避免短路保护被误触发的情况,提高了短路保护装置进行短路保护时的准确性,进而提高了目标电路和短路保护装置所在设备(如功率变换设备)工作时的稳定性。
11.结合第一方面,在第六种可能的实施方式中,目标电路包括电源以及耦合至电源两端的一个开关器件或者串联的多个开关器件,该电源包括直流源或者电容。可通过对目标电路的短路保护,防止目标电路的两端之间短路造成的电源直接短路爆炸的情况,提高目标电路所在设备(如功率变换设备)的可靠性和安全性。
12.结合第一方面,在第七种可能的实施方式中,在目标电路包括一个开关器件或者串联的多个开关器件的情况下,可控制目标电路中的开关器件处于关断状态,以控制目标电路停止工作。
13.结合第一方面,在第八种可能的实施方式中,开关器件包括功率管、继电器或者接触器。
14.第二方面,本技术提供了一种目标电路的短路保护方法,该方法包括:获取第一检
测支路中第一采样电阻两端的第一采样电压的绝对值和第二检测支路中第二采样电阻两端的第二采样电压的绝对值的比较结果。其中,第一检测支路并联至目标电路的第一端和第二端,第二检测支路并联至目标电路的第一端和第二端,第一检测支路包括第一采样电阻以及与第一采样电阻并联的第一采样电容,第二检测支路包括第二采样电阻,并且,在目标电路处于工作状态时第二采样电阻两端的第二采样电压的绝对值与第一采样电阻两端的第一采样电压的绝对值之间的差值为第一差值。之后,在第二采样电压的绝对值与第一采样电压的绝对值之间的差值为第二差值,且第二差值小于第一差值时,控制目标电路停止工作。
15.结合第二方面,在第一种可能的实施方式中,检测支路还包括第二采样电容,第二采样电容与第二采样电阻并联,并且,第二采样电容的电容值小于第一采样电容的电容值。
16.结合第二方面,在第二种可能的实施方式中,第一检测支路包括串联的两个电阻,第一检测支路中串联的两个电阻还包括第三采样电阻,第三采样电阻的一端连接目标电路的第一端和第二采样电阻的一端,第一采样电阻的另一端连接目标电路的第二端和第二采样电阻的另一端。
17.结合第二方面,在第三种可能的实施方式中,第二检测支路包括串联的两个电阻,第二检测支路中串联的两个电阻还包括第四采样电阻,目标电路的第一端通过第四采样电阻和第二采样电阻连接目标电路的第二端,其中,第四采样电阻的阻值与第二采样电阻的阻值之间的比值小于或者等于第三采样电阻的阻值与第一采样电阻的阻值之间的比值。
18.结合第二方面,在第四种可能的实施方式中,获取比较器输出的电平信号,其中,该比较器的第一输入端用于采集第一采样电阻两端的第一采样电压,第二输入端用于采集第二采样电阻两端的第二采样电压,比较器用于在第一采样电压小于第二采样电压时,输出第一电平信号;在第一采样电压大于或者等于第二采样电压时,输出第二电平信号。之后,在比较器输出的电平信号为第二电平信号时,控制目标电路停止工作。
19.结合第二方面,在第五种可能的实施方式中,在第二采样电压的绝对值与所述第一采样电压的绝对值之间的差值为第二差值后经过预设时长的第一时刻,获取第一采样电阻两端的第一采样电压的绝对值和第二采样电阻两端的第二采样电压的绝对值的比较结果;若第二采样电压的绝对值与第一采样电压的绝对值之间的差值为第三差值,且第三差值小于第一差值,则控制目标电路停止工作。
20.结合第二方面,在第六种可能的实施方式中,目标电路包括电源以及耦合至电源两端的一个开关器件或者串联的多个开关器件,该电源包括直流源或者电容。
21.结合第二方面,在第七种可能的实施方式中,在目标电路包括一个开关器件或者串联的多个开关器件的情况下,可控制目标电路中的开关器件处于关断状态,以控制目标电路停止工作。
22.结合第二方面,在第八种可能的实施方式中,开关器件包括功率管、继电器或者接触器。
23.第三方面,本技术提供了一种功率变换设备,该功率变换设备包括第一方面至第一方面任一种可能的实施方式所提供的短路保护装置和目标电路。
24.应理解的是,本技术上述多个方面的实现和有益效果可互相参考。
附图说明
25.图1是现有技术提供的短路保护装置的结构示意图;
26.图2a是本技术提供的功率变换设备的一应用场景示意图;
27.图2b是本技术提供的功率变换设备的另一应用场景示意图;
28.图3是本技术提供的短路保护装置的一结构示意图;
29.图4是本技术提供的短路保护装置的另一结构示意图;
30.图5是本技术提供的目标电路两端之间短路时第一采样电压和第二采样电压变化过程的示意图;
31.图6是本技术提供的短路保护装置的另一结构示意图;
32.图7是本技术提供的短路保护装置的另一结构示意图;
33.图8是本技术提供的短路保护装置的另一结构示意图;
34.图9是本技术提供的短路保护装置的另一结构示意图;
35.图10是本技术提供的短路保护装置的又一结构示意图;
36.图11是本技术提供的目标电路的短路保护方法的流程示意图。
具体实施方式
37.本技术提供的短路保护装置用于实现对电源(如直流电源或者电容)的短路保护,可设置于需要进行短路保护的电源所在设备的外面,也可设置于需要进行短路保护的电源所在设备内部,例如,短路保护装置可设置于功率变换设备中,与功率变换设备中的目标电路并联。其中,该功率变换设备包括变频器、镇流器、电源适配器、逆变器、dc/dc转换器等,目标电路包括电源以及耦合至该电源两端的一个开关器件或者串联的多个开关器件。该功率变换设备可适用于电子设备供电场景(电子设备包括智能手机、平板电脑、台式计算机、智能音箱等),新能源供电场景(如光伏供电场景、风力供电场景等)以及开关控制场景(如电池的接入与旁路、svg模组旁路控制等)等。下面分别以电子设备供电场景和光伏供电场景为例进行说明。
38.参见图2a,图2a是本技术提供的功率变换设备的一应用场景示意图。在电子设备供电场景下,本技术提供的功率变换设备适用于如图2a所示的电源适配器,该电源适配器的输入端连接电网,输出端连接电子设备。该电源适配器中包括短路保护装置以及与该短路保护装置并联的目标电路(图未示),其中,该短路保护装置用于对目标电路进行短路保护。在该电源适配器中的目标电路未发生短路故障时,该电源适配器可先将电网提供的交流电压(如220v)逆变为第一直流电压,再将第一直流电压进行直流变换得到第二直流电压,并将向电子设备输出第二直流电压,从而实现对电子设备的供电。在目标电路的两端之间发生短路故障时,该电源适配器中的短路保护装置可及时使目标电路停止工作,实现对电源适配器的短路保护,进而提高电源适配器对电子设备供电时的安全性,适用性强。
39.参见图2b,图2b是本技术提供的功率变换设备的另一应用场景示意图。在光伏供电场景下,本技术提供的功率变换设备适用于如图2b所示的供电系统中的dc/dc转换器或者逆变器,下面以逆变器为例进行介绍。该供电系统可包括光伏组串、dc/dc转换器和逆变器。其中,每个光伏组串可以包括多个串联和/或并联的光伏组件。dc/dc转换器的输入端与光伏组串相连,输出端与逆变器的输入端相连。该逆变器中包括短路保护装置以及与该短
路保护装置并联的目标电路(图未示),其中,该短路保护装置用于对目标电路进行短路保护。在该逆变器中的目标电路未发生短路故障时,dc/dc转换器将与其相连的光伏组串产生的直流电压经过直流变换成电压为预设值的直流电,并将该直流电输出至逆变器,逆变器将dc/dc转换器输出的直流电逆变为交流电,进而实现对交流电网或者交流负载(如家电设备)等多种类型的用电设备进行供电。在目标电路的两端之间发生短路故障时,该逆变器中的短路保护装置可及时使目标电路停止工作,实现对逆变器的短路保护,进而提高供电系统的安全性,适用性强。
40.上述只是对本技术提供的短路保护装置的应用场景进行示例,而非穷举,本技术不对应用场景进行限制。
41.需要说明的是,目标电路可以是任意存在短路风险的器件所构成的电路,例如,目标电路可以为电源以及耦合至电源两端的一个开关器件或者串联的多个开关器件,该开关器件包括但不限于功率管(如mosfet、igbt、三极管等)、继电器、接触器,该电源包括但不限于直流电源(如电池)或者电容。示例性的,当电源为飞跨电容时,目标电路可以为多电平直流变换器内部直流变换电路中串联的多个功率管所在支路与飞跨电容并联后所构成的电路。
42.下面结合图3至图10,以目标电路为串联的两个mosfet和与两个mosfet并联的直流电源所构成的电路为例,对本技术提供的短路保护装置的工作原理进行示例说明。
43.参见图3,图3是本技术提供的短路保护装置的一结构示意图。如图3所示,目标电路10为串联的mosfet s1和s2所在支路与直流电源v
battry
并联构成的电路,短路保护装置20包括第一检测支路201、第二检测支路202和控制器203。其中,第一检测支路201并联至目标电路10的第一端(即s2的漏极)和第二端(即s1的源极),第一检测支路201包括第一采样电阻r11和与r11并联的第一采样电容c1。第二检测支路202并联至目标电路10的第一端和第二端,第二检测支路202包括第二采样电阻r21,并且,在目标电路10处于工作状态(即s1和s2均未短路)时,r21两端的第二采样电压的绝对值与r11两端的第一采样电压的绝对值之间的差值为第一差值。
44.在一可选实施方式中,控制器203获取r11两端的第一采样电压的绝对值和r21两端的第二采样电压的绝对值的比较结果,并在第二采样电压的绝对值与第一采样电压的绝对值之间的差值为第二差值时,确定s1和s2均发生短路,并控制s1和s2处于关断状态,其中,第一差值大于第二差值。
45.可以理解的,当s1和s2均发生短路时,第一检测支路201两端的电压和第二检测支路202两端的电压均为0,第二采样电压的绝对值随着第二检测支路202两端的电压快速降为0,而第一采样电压的绝对值由于c1的存在基本保持不变,也即可通过第二采样电压的绝对值与第一采样电压的绝对值之间的差值的大小是否发生改变,确定目标电路10是否发生短路故障。由于当s1和s2均发生短路时,目标电路10两端电压(即电源v
battry
两端的电压)的绝对值下降速度很迅速,远快于短路电流的上升速度,因此可快速及时切断短路故障,实现对目标电路10的有效保护。此外,由于短路保护装置20是与目标电路10并联,因此即使在电源v
battry
的两端中的任意一端与s2的漏极或者s1的源极之间存在影响短路电流上升速度的电感,短路保护装置20对目标电路10进行短路保护的快速性并不受电感的影响,适用性强。
46.示例性的,参见图4,图4是本技术提供的短路保护装置的另一结构示意图。如图4
所示,第一检测支路201中包括第一采样电阻r11、第一采样电容c1和第三采样电阻r12,其中,r11与c1并联,r11与r12串联,目标电路10的第一端依次通过r12和r11连接目标电路10的第二端。第二检测支路202为第二采样电阻r21,r21并联至目标电路10的两端。控制器203连接s1的栅极和s2的栅极,用于向s1和s2输出脉冲宽度调制(pulse width modulation,pwm)波,以控制s1和s2的工作状态。
47.由图4所示的电路结构可知,在目标电路10处于工作状态时,即s1和s2均未发生短路时,r11两端的第一采样电压小于r21两端的第二采样电压,且第一采样电压和第二采样电压均大于0,也即第二采样电压与第一采样电压之间的第一差值大于0。当s1和s2均发生短路时,目标电路10两端的电压迅速下降,第二采样电压随着目标电路10两端的电压快速降为0,第一采样电压由于c1基本保持不变。为了方便理解,请参见图5,图5是本技术提供的目标电路两端之间短路时第一采样电压和第二采样电压变化过程的示意图。如图5所示,v10和v20分别为s1和s2均未发生短路时,r11两端的第一采样电压为v10,r21两端的第二采样电压为v20。在v20大于v10大于0的情况下,当s1和s2均发生短路时,第一采样电压v11的下降速度小于第二采样电压v21的下降速度。当v21下降到小于或者等于v11时,触发短路保护措施;在v20小于v10小于0的情况下,当s1和s2均发生短路时,第一采样电压v11的上升速度小于第二采样电压v21的上升速度。当v21上升到大于或者等于v11时,触发短路保护措施。
48.在一可选实施例中,控制器203获取r11两端的第一采样电压和r21两端的第二采样电压,并在第一采样电压大于或者等于第二采样电压时,即第二采样电压与第一采样电压之间的第二差值小于或者等于0,此时第一差值大于第二差值,说明s1和s2均发生短路时,则分别向s1的栅极和s2的栅极输出预设占空比的pwm波,使s1和s2处于关断状态。
49.可以理解的,由于目标电路10两端的电压下降速度远快于短路电流的上升速度,因此可快速及时地切断发生短路故障的目标电路10,实现对目标电路10的短路保护。而且,由于目标电路10与短路保护装置20并联,因此短路保护装置20进行短路保护的快速性并不会受电感影响。此外,本实施例中的短路保护装置20只需要通过三个电阻和一个电容即可实现对目标电路10两端之间是否发生短路故障的检测,电路结构简单,可降低电路成本,适用性强。
50.在另一可选实施例中,控制器203获取r11两端的第一采样电压和r21两端的第二采样电压,并在第一采样电压大于或者等于第二采样电压(即第二采样电压与第一采样电压之间的第二差值小于第一差值)后经过预设时长的第一时刻,获取r11两端的第一采样电压和r21两端的第二采样电压。若第一时刻时第一采样电压仍大于或者等于第二采样电压,即第一时刻时第二采样电压与第一采样电压之间的第三差值小于或者等于0,此时第一差值大于第三差值,说明s1和s2均发生短路,即目标电路10发生短路,则分别向s1的栅极和s2的栅极输出预设占空比的pwm波,使s1和s2处于关断状态,从而使目标电路10停止工作。
51.在又一可选实施中,控制器203获取r11两端的第一采样电压和r21两端的第二采样电压,并在第一采样电压大于或者等于第二采样电压(即第二采样电压与第一采样电压之间的第二差值小于第一差值)时,通过软件滤波的方式对第一采样电压和第二采样电压进行滤波,并在完成对第一采样电压和第二采样电压的滤波后的第二时刻,获取r11两端的第一采样电压和r21两端的第二采样电压,若第二时刻时第一采样电压仍大于或者等于第
二采样电压,即第二时刻时第二采样电压与第一采样电压之间的第四差值小于或者等于0,此时第一差值大于第三差值,说明s1和s2均发生短路,即目标电路10发生短路,则分别向s1的栅极和s2的栅极输出预设占空比的pwm波,使s1和s2处于关断状态,从而使目标电路10停止工作。
52.可以理解的,图4对应的后两个实施例相比图4对应的第一个实施例而言,还可通过延时或者滤波的方式避免短路保护被误触发的情况,提高了短路保护装置20进行短路保护时的准确性,进而提高了目标电路10和短路保护装置20所在设备工作时的稳定性。
53.需要说明的是,当第一采样电压和第二采样电压均小于0时,短路保护装置仍可实现对目标电路10的短路保护:
54.在目标电路10处于工作状态时,第二采样电压小于第一采样电压小于0的情况下,即第二采样电压的绝对值与第一采样电压的绝对值之间的第一差值大于0的情况下,控制器203获取第一采样电压和第二采样电压,并在第一采样电压的绝对值大于或者等于第二采样电压的绝对值时,即第二采样电压的绝对值与第一采样电压的绝对值之间的第二差值小于第一差值,说明目标电路10发生短路,则分别向s1的栅极和s2的栅极输出预设占空比的pwm波,使s1和s2处于关断状态,从而使目标电路10停止工作。
55.进一步地,为了避免短路保护被误触发的情况,还可通过延时或者滤波的方式提高短路保护装置20进行短路保护时的准确性。
56.具体的,控制器203获取r11两端的第一采样电压和r21两端的第二采样电压,并在第一采样电压的绝对值大于或者等于第二采样电压的绝对值(即第二差值小于第一差值)后经过预设时长的第一时刻,获取r11两端的第一采样电压和r21两端的第二采样电压。若第一时刻时第一采样电压的绝对值仍大于或者等于第二采样电压的绝对值,即第一时刻时第二采样电压的绝对值与第一采样电压的绝对值之间的第三差值小于或者等于0,此时第一差值大于第三差值,说明s1和s2均发生短路,即目标电路10发生短路,则分别向s1的栅极和s2的栅极输出预设占空比的pwm波,使s1和s2处于关断状态,从而使目标电路10停止工作。
57.控制器203获取r11两端的第一采样电压和r21两端的第二采样电压,并在第一采样电压的绝对值大于或者等于第二采样电压的绝对值(即第二差值小于第一差值)时,通过软件滤波的方式对第一采样电压和第二采样电压进行滤波,并在完成对第一采样电压和第二采样电压的滤波后的第二时刻,获取r11两端的第一采样电压和r21两端的第二采样电压,若第二时刻时第一采样电压的绝对值仍大于或者等于第二采样电压的绝对值,即第二时刻时第二采样电压的绝对值与第一采样电压的绝对值之间的第四差值小于或者等于0,此时第一差值大于第三差值,说明s1和s2均发生短路,即目标电路10发生短路,则分别向s1的栅极和s2的栅极输出预设占空比的pwm波,使s1和s2处于关断状态,从而使目标电路10停止工作。
58.在目标电路10处于工作状态时,第一采样电压等于第二采样电压,且第一采样电压和第二采样电压均小于0的情况下,即第二采样电压的绝对值与第一采样电压的绝对值之间的第一差值等于0的情况下,控制器203获取第一采样电压和第二采样电压,并在第一采样电压的绝对值大于第二采样电压的绝对值时,即第二采样电压的绝对值与第一采样电压的绝对值之间的第二差值小于第一差值,说明目标电路10发生短路,则分别向s1的栅极
和s2的栅极输出预设占空比的pwm波,使s1和s2处于关断状态,从而使目标电路10停止工作。
59.进一步地,为了避免短路保护被误触发的情况,还可通过延时或者滤波的方式提高短路保护装置20进行短路保护时的准确性。
60.具体的,控制器203获取r11两端的第一采样电压和r21两端的第二采样电压,并在第一采样电压的绝对值大于第二采样电压的绝对值(即第二采样电压的绝对值与第一采样电压的绝对值之间的第二差值小于第一差值)后经过预设时长的第一时刻,获取r11两端的第一采样电压和r21两端的第二采样电压。若第一时刻时第一采样电压的绝对值仍大于第二采样电压的绝对值,即第一时刻时第二采样电压的绝对值与第一采样电压的绝对值之间的第三差值小于0,此时第一差值大于第三差值,说明s1和s2均发生短路,即目标电路10发生短路,则分别向s1的栅极和s2的栅极输出预设占空比的pwm波,使s1和s2处于关断状态,从而使目标电路10停止工作。
61.控制器203获取r11两端的第一采样电压和r21两端的第二采样电压,并在第一采样电压的绝对值大于第二采样电压的绝对值(即第二采样电压的绝对值与第一采样电压的绝对值之间的第二差值小于第一差值)时,通过软件滤波的方式对第一采样电压和第二采样电压进行滤波,并在完成对第一采样电压和第二采样电压的滤波后的第二时刻,获取r11两端的第一采样电压和r21两端的第二采样电压,若第二时刻时第一采样电压的绝对值仍大于第二采样电压的绝对值,即第二时刻时第二采样电压的绝对值与第一采样电压的绝对值之间的第四差值小于0,此时第一差值大于第三差值,说明s1和s2均发生短路,即目标电路10发生短路,则分别向s1的栅极和s2的栅极输出预设占空比的pwm波,使s1和s2处于关断状态,从而使目标电路10停止工作。
62.进一步地,图4所示的第二检测支路202中还可包括与第二采样电阻r21并联的第二采样电容,具体请参见图6所示的短路保护装置的另一结构示意图。如图6所示,第二检测支路202中还包括与r21并联的第二采样电容c2。其中,c2的电容值小于c1的电容值,从而可保证s1和s2均发生短路时,第一采样电压的下降速度小于第二采样电压的下降速度,进而可保证s1和s2均发生短路时,第一采样电压与第二采样电压之间的大小关系会发生翻转以触发短路保护措施。此外,c2可对r21两端的第二采样电压中的尖峰成分进行滤除,可避免向下的尖峰成分所导致短路保护被误触发的情况,提高了短路保护装置20进行短路保护时的准确性,进而提高了目标电路10和短路保护装置20所在设备(如功率变换设备)工作时的稳定性。这里,控制器203根据第一采样电压和第二采样电压对目标电路10进行短路保护的具体实施方式请参见图4对应实施例中的相应描述,此处不再赘述。
63.再进一步地,图6所示的短路保护装置20中还包括比较器,具体请参见图7所示的短路保护装置的另一结构示意图。如图7所示,短路保护装置20还包括比较器p1,p1的正相输入端用于采集r21两端的第二采样电压v21,反相输入端用于采集r11两端的第一采样电压v11,输出端连接控制器203,用于在v11小于v21时,输出高电平信号;在v11大于或者等于v21时,输出低电平信号。根据图7所示的电路结构可知,在目标电路10处于工作状态时,v21大于v11大于0(即第一差值大于0),因此比较器p1在目标电路10处于工作状态时输出高电平信号。可选的,比较器p1的正相输入端也可以用于采集r11两端的第一采样电压v11,反相输入端用于采集r21两端的第二采样电压v21,本技术对此不做限制。
64.在一可选实施例中,控制器203获取比较器p1输出的电平信号,在该电平信号为低电平信号时,即v21小于或者等于v11,也即第二差值小于第一差值,说明s1和s2均发生短路时,则分别向s1的栅极和s2的栅极输出预设占空比的pwm波,使s1和s2处于关断状态。
65.可以理解的,由于目标电路10两端的电压下降速度远快于短路电流的上升速度,因此可快速及时地切断发生短路故障的目标电路10,实现对目标电路10的短路保护。而且,由于目标电路10与短路保护装置20并联,因此短路保护装置20进行短路保护的快速性并不会受电感影响。
66.在另一可选实施例中,控制器203在比较器p1输出低电平信号后经过预设时长的第一时刻,获取比较器p1输出的电平信号,若第一时刻时电平信号仍为低电平信号,即第一时刻时v21小于或者等于v11,也即第三差值小于第一差值,说明s1和s2均发生短路,即目标电路10发生短路,则分别向s1的栅极和s2的栅极输出预设占空比的pwm波,使s1和s2处于关断状态。
67.在又一可选实施中,控制器203获取比较器p1输出的电平信号,在该电平信号为低电平信号时,通过软件滤波的方式对第一采样电压和第二采样电压进行滤波,并在完成对第一采样电压和第二采样电压的滤波后的第二时刻,获取比较器p1输出的电平信号,若第二时刻时电平信号仍为低电平信号,即第二时刻时第二采样电压小于或者等于第一采样电压,也即第四差值小于第一差值,说明s1和s2均发生短路,即目标电路10发生短路,则分别向s1的栅极和s2的栅极输出预设占空比的pwm波,使s1和s2处于关断状态。
68.可以理解的,图6对应的后两个实施例相比图6对应的第一个实施例而言,还可通过延时或者滤波的方式避免短路保护被误触发的情况,提高了短路保护装置20进行短路保护时的准确性,进而提高了目标电路10和短路保护装置20所在设备(如功率变换设备)工作时的稳定性。
69.需要说明的是,当第一采样电压和第二采样电压均小于0时,短路保护装置仍可实现对目标电路10的短路保护:
70.在目标电路10处于工作状态时,第二采样电压小于第一采样电压小于0的情况下,即第二采样电压的绝对值与第一采样电压的绝对值之间的第一差值大于0的情况下,比较器p1输出低电平信号。控制器203获取比较器p1输出的电平信号,在该电平信号为高电平信号时,即第一采样电压小于第二采样电压小于0,也即第二差值小于第一差值,说明s1和s2均发生短路时,则分别向s1的栅极和s2的栅极输出预设占空比的pwm波,使s1和s2处于关断状态。
71.进一步地,为了避免短路保护被误触发的情况,还可通过延时或者滤波的方式提高短路保护装置20进行短路保护时的准确性。
72.具体的,控制器203在比较器p1输出高电平信号后经过预设时长的第一时刻,获取比较器p1输出的电平信号,若第一时刻的电平信号仍为高电平信号,即第一时刻时第一采样电压仍小于第二采样电压小于0,也即第三差值小于第一差值,说明s1和s2均发生短路,即目标电路10发生短路,则分别向s1的栅极和s2的栅极输出预设占空比的pwm波,使s1和s2处于关断状态。
73.控制器203获取比较器p1输出的电平信号,在该电平信号为高电平信号时,通过软件滤波的方式对第一采样电压和第二采样电压进行滤波,并在完成对第一采样电压和第二
采样电压的滤波后的第二时刻,获取比较器p1输出的电平信号,若第二时刻的电平信号仍为高电平信号,即第二时刻时第一采样电压仍小于第二采样电压小于0,也即第四差值小于第一差值,说明s1和s2均发生短路,即目标电路10发生短路,则分别向s1的栅极和s2的栅极输出预设占空比的pwm波,使s1和s2处于关断状态。
74.在目标电路10处于工作状态时,第二采样电压等于第一采样电压,且第一采样电压与第二采样电压均小于0的情况下,即第二采样电压的绝对值与第一采样电压的绝对值之间的第一差值等于0的情况下,比较器p1输出低电平信号。控制器203获取比较器p1输出的电平信号,在该电平信号为高电平信号时,即第一采样电压小于第二采样电压小于0,也即第二差值小于第一差值,说明s1和s2均发生短路时,则分别向s1的栅极和s2的栅极输出预设占空比的pwm波,使s1和s2处于关断状态。进一步地,为了避免短路保护被误触发的情况,还可通过延时或者滤波的方式提高短路保护装置20进行短路保护时的准确性。
75.具体的,控制器203在比较器p1输出高电平信号后经过预设时长的第一时刻,获取比较器p1输出的电平信号,若第一时刻的电平信号仍为高电平信号,即第一时刻时第一采样电压仍小于第二采样电压小于0,也即第三差值小于第一差值,说明s1和s2均发生短路,即目标电路10发生短路,则分别向s1的栅极和s2的栅极输出预设占空比的pwm波,使s1和s2处于关断状态。
76.控制器203获取比较器p1输出的电平信号,在该电平信号为高电平信号时,通过软件滤波的方式对第一采样电压和第二采样电压进行滤波,并在完成对第一采样电压和第二采样电压的滤波后的第二时刻,获取比较器p1输出的电平信号,若第二时刻的电平信号仍为高电平信号,即第二时刻时第一采样电压仍小于第二采样电压小于0,也即第四差值小于第一差值,说明s1和s2均发生短路,即目标电路10发生短路,则分别向s1的栅极和s2的栅极输出预设占空比的pwm波,使s1和s2处于关断状态。
77.示例性的,参见图8,图8是本技术提供的短路保护装置的另一结构示意图。如图4所示,第一检测支路201中包括第一采样电阻r11、第一采样电容c1和第三采样电阻r12,其中,r11与c1并联,r11与r12串联,目标电路10的第一端依次通过r12和r11连接目标电路10的第二端。第二检测支路202包括两个串联的第二采样电阻r21和第四采样电阻r22,目标电路10的第一端依次通过r22和r21连接目标电路10的第二端。其中,r22的阻值与r21的阻值之间的比值小于或者等于r12的阻值与r11的阻值之间的比值。控制器203连接s1的栅极和s2的栅极,用于向s1和s2输出占空比可调的pwm波,以控制s1和s2的工作状态。
78.由于r22的阻值与r21的阻值之间的比值小于或者等于r12的阻值与r11的阻值之间的比值,因此可以得到r11两端的第一采样电压小于或者等于r21两端的第二采样电压。再由图8所示的电路结构可知,在目标电路10处于工作状态时,即s1和s2均未发生短路时,r11两端的第一采样电压小于或者等于r21两端的第二采样电压,且第一采样电压和第二采样电压均大于0,也即第二采样电压与第一采样电压之间的第一差值大于或者等于0。当s1和s2均发生短路时,目标电路10两端的电压迅速下降,第二采样电压随着目标电路10两端的电压快速降为0,第一采样电压由于c1基本保持不变。
79.在一可选实施例中,在目标电路10处于工作状态时,第一采样电压与第二采样电压相等,即第一差值等于0的情况下,控制器203可获取r11两端的第一采样电压和r21两端的第二采样电压,并在第一采样电压大于第二采样电压时,即第二采样电压与第一采样电
压之间的第二差值小于0,也即第一差值大于第二差值,说明s1和s2均发生短路时,即目标电路10发生短路,则分别向s1的栅极和s2的栅极输出预设占空比的pwm波,使s1和s2处于关断状态。
80.在另一可选实施例中,在目标电路10处于工作状态时,第二采样电压大于第一采样电压,即第一差值大于0的情况下,控制器203可获取r11两端的第一采样电压和r21两端的第二采样电压,并在第一采样电压大于或者等于第二采样电压时,即第二采样电压与第一采样电压之间的第二差值小于或者等于0,也即第一差值大于第二差值,说明s1和s2均发生短路时,即目标电路10发生短路,则分别向s1的栅极和s2的栅极输出预设占空比的pwm波,使s1和s2处于关断状态。
81.可以理解的,由于目标电路10两端的电压下降速度远快于短路电流的上升速度,因此可快速及时地切断发生短路故障的目标电路10,实现对目标电路10的短路保护。而且,由于目标电路10与短路保护装置20并联,因此短路保护装置20进行短路保护的快速性并不会受电感影响。此外,本实施例中的短路保护装置20在第二检测支路202中添加r22后,可通过改变r11、r12、r21和r22阻值大小的方式根据实际需求改变第一采样电压和第二采样电压之间的大小,灵活性高。
82.在另一可选实施例中,在目标电路10处于工作状态时,第一差值等于0的情况下,控制器203可获取r11两端的第一采样电压和r21两端的第二采样电压,并在第一采样电压大于第二采样电压(即第一差值大于第二差值)后经过预设时长的第一时刻,获取r11两端的第一采样电压和r21两端的第二采样电压。若第一时刻时第一采样电压仍大于第二采样电压(即第一时刻时第二采样电压与第一采样电压之间的第三差值小于第一差值),说明s1和s2均发生短路,即目标电路10发生短路,则分别向s1的栅极和s2的栅极输出预设占空比的pwm波,使s1和s2处于关断状态。
83.在另一可选实施例中,在目标电路10处于工作状态时,第一差值大于0的情况下,控制器203可获取r11两端的第一采样电压和r21两端的第二采样电压,并在第一采样电压大于或者等于第二采样电压(即第一差值大于或者等于第二差值)后经过预设时长的第一时刻,获取r11两端的第一采样电压和r21两端的第二采样电压。若第一时刻时第一采样电压仍大于或者等于第二采样电压(即第一时刻时第二采样电压与第一采样电压之间的第三差值小于第一差值),说明s1和s2均发生短路,即目标电路10发生短路,则分别向s1的栅极和s2的栅极输出预设占空比的pwm波,使s1和s2处于关断状态。
84.在另一可选实施中,在目标电路10处于工作状态时,第一差值等于0的情况下,控制器203可获取r11两端的第一采样电压和r21两端的第二采样电压,并在第一采样电压大于第二采样电压(即第一差值大于第二差值)时,通过软件滤波的方式对第一采样电压和第二采样电压进行滤波,并在完成对第一采样电压和第二采样电压的滤波后的第二时刻,获取r11两端的第一采样电压和r21两端的第二采样电压,若第二时刻时第一采样电压仍大于第二采样电压(即第二时刻时第二采样电压与第一采样电压之间的第四差值小于第一差值),说明s1和s2均发生短路,即目标电路10发生短路,则分别向s1的栅极和s2的栅极输出预设占空比的pwm波,使s1和s2处于关断状态。
85.在又一可选实施例中,在目标电路10处于工作状态时,第一差值大于0的情况下,控制器203可获取r11两端的第一采样电压和r21两端的第二采样电压,并在第一采样电压
大于或者等于第二采样电压(即第一差值大于或者等于第二差值)时,通过软件滤波的方式对第一采样电压和第二采样电压进行滤波,并在完成对第一采样电压和第二采样电压的滤波后的第二时刻,获取r11两端的第一采样电压和r21两端的第二采样电压,若第二时刻时第一采样电压仍大于或者等于第二采样电压(即第二时刻时第二采样电压与第一采样电压之间的第四差值小于第一差值),说明s1和s2均发生短路,即目标电路10发生短路,则分别向s1的栅极和s2的栅极输出预设占空比的pwm波,使s1和s2处于关断状态。
86.可以理解的,图8对应的后两个实施例相比图8对应的第一个实施例而言,还可通过延时或者滤波的方式避免短路保护被误触发的情况,提高了短路保护装置20进行短路保护时的准确性,进而提高了目标电路10和短路保护装置20所在设备工作时的稳定性。
87.需要说明的是,当第一采样电压和第二采样电压均小于0时,短路保护装置仍可实现对目标电路10的短路保护:
88.在目标电路10处于工作状态时,第二采样电压小于第一采样电压小于0的情况下,即第二采样电压的绝对值与第一采样电压的绝对值之间的第一差值大于0的情况下,控制器203获取第一采样电压和第二采样电压,并在第一采样电压的绝对值大于或者等于第二采样电压的绝对值时,即第二采样电压的绝对值与第一采样电压的绝对值之间的第二差值小于第一差值,说明目标电路10发生短路,则分别向s1的栅极和s2的栅极输出预设占空比的pwm波,使s1和s2处于关断状态,从而使目标电路10停止工作。
89.进一步地,为了避免短路保护被误触发的情况,还可通过延时或者滤波的方式提高短路保护装置20进行短路保护时的准确性。
90.具体的,控制器203获取r11两端的第一采样电压和r21两端的第二采样电压,并在第一采样电压的绝对值大于或者等于第二采样电压的绝对值(即第二差值小于第一差值)后经过预设时长的第一时刻,获取r11两端的第一采样电压和r21两端的第二采样电压。若第一时刻时第一采样电压的绝对值仍大于或者等于第二采样电压的绝对值,即第一时刻时第二采样电压的绝对值与第一采样电压的绝对值之间的第三差值小于或者等于0,此时第一差值大于第三差值,说明s1和s2均发生短路,即目标电路10发生短路,则分别向s1的栅极和s2的栅极输出预设占空比的pwm波,使s1和s2处于关断状态,从而使目标电路10停止工作。
91.控制器203获取r11两端的第一采样电压和r21两端的第二采样电压,并在第一采样电压的绝对值大于或者等于第二采样电压的绝对值(即第二差值小于第一差值)时,通过软件滤波的方式对第一采样电压和第二采样电压进行滤波,并在完成对第一采样电压和第二采样电压的滤波后的第二时刻,获取r11两端的第一采样电压和r21两端的第二采样电压,若第二时刻时第一采样电压的绝对值仍大于或者等于第二采样电压的绝对值,即第二时刻时第二采样电压的绝对值与第一采样电压的绝对值之间的第四差值小于或者等于0,此时第一差值大于第三差值,说明s1和s2均发生短路,即目标电路10发生短路,则分别向s1的栅极和s2的栅极输出预设占空比的pwm波,使s1和s2处于关断状态,从而使目标电路10停止工作。
92.在目标电路10处于工作状态时,第一采样电压等于第二采样电压,且第一采样电压和第二采样电压均小于0的情况下,即第二采样电压的绝对值与第一采样电压的绝对值之间的第一差值等于0的情况下,控制器203获取第一采样电压和第二采样电压,并在第一
采样电压的绝对值大于第二采样电压的绝对值时,即第二采样电压的绝对值与第一采样电压的绝对值之间的第二差值小于第一差值,说明目标电路10发生短路,则分别向s1的栅极和s2的栅极输出预设占空比的pwm波,使s1和s2处于关断状态,从而使目标电路10停止工作。
93.进一步地,为了避免短路保护被误触发的情况,还可通过延时或者滤波的方式提高短路保护装置20进行短路保护时的准确性。
94.具体的,控制器203获取r11两端的第一采样电压和r21两端的第二采样电压,并在第一采样电压的绝对值大于第二采样电压的绝对值(即第二采样电压的绝对值与第一采样电压的绝对值之间的第二差值小于第一差值)后经过预设时长的第一时刻,获取r11两端的第一采样电压和r21两端的第二采样电压。若第一时刻时第一采样电压的绝对值仍大于第二采样电压的绝对值,即第一时刻时第二采样电压的绝对值与第一采样电压的绝对值之间的第三差值小于0,此时第一差值大于第三差值,说明s1和s2均发生短路,即目标电路10发生短路,则分别向s1的栅极和s2的栅极输出预设占空比的pwm波,使s1和s2处于关断状态,从而使目标电路10停止工作。
95.控制器203获取r11两端的第一采样电压和r21两端的第二采样电压,并在第一采样电压的绝对值大于第二采样电压的绝对值(即第二采样电压的绝对值与第一采样电压的绝对值之间的第二差值小于第一差值)时,通过软件滤波的方式对第一采样电压和第二采样电压进行滤波,并在完成对第一采样电压和第二采样电压的滤波后的第二时刻,获取r11两端的第一采样电压和r21两端的第二采样电压,若第二时刻时第一采样电压的绝对值仍大于第二采样电压的绝对值,即第二时刻时第二采样电压的绝对值与第一采样电压的绝对值之间的第四差值小于0,此时第一差值大于第三差值,说明s1和s2均发生短路,即目标电路10发生短路,则分别向s1的栅极和s2的栅极输出预设占空比的pwm波,使s1和s2处于关断状态,从而使目标电路10停止工作。
96.进一步地,图8所示的第二检测支路202中还可包括与第二采样电阻r21并联的第二采样电容,具体请参见图9所示的短路保护装置的另一结构示意图。如图9所示,第二检测支路202中还包括与r21并联的第二采样电容c2。其中,c2的电容值小于c1的电容值,从而可保证s1和s2均发生短路时,第一采样电压的下降速度小于第二采样电压的下降速度,进而可保证s1和s2均发生短路时,第一采样电压与第二采样电压之间的大小关系会发生翻转以触发短路保护措施。此外,c2可对r21两端的第二采样电压中的尖峰成分进行滤除,可避免向下的尖峰成分所导致短路保护被误触发的情况,提高了短路保护装置20进行短路保护时的准确性,进而提高了目标电路10和短路保护装置20所在设备工作时的稳定性。这里,控制器203根据第一采样电压和第二采样电压对目标电路10进行短路保护的具体实施方式请参见图8对应实施例中的相应描述,此处不再赘述。
97.再进一步地,图9所示的短路保护装置20中还包括比较器,具体请参见图10所示的短路保护装置的又一结构示意图。如图10所示,短路保护装置20还包括比较器p1,p1的正相输入端用于采集r11两端的第一采样电压v11,反相输入端用于采集r21两端的第二采样电压v21,输出端连接控制器203,用于在v11大于或者等于v21时,输出高电平信号;在v11小于v21时,输出低电平信号。根据图10所示的电路结构可知,通过预设配置r11、r12、r21和r22的阻值,使在目标电路10处于工作状态时,v21大于v11大于0(即第一差值大于0),因此比较
器p1在目标电路10处于工作状态时输出低电平信号。可选的,p1的正相输入端也可以用于采集r21两端的第二采样电压v21,反相输入端用于采集r11两端的第一采样电压v11,本技术对此不做限制。
98.在一可选实施例中,控制器203获取比较器p1输出的电平信号,在该电平信号为高电平信号时,即v21小于或者等于v11,也即第二差值小于第一差值,说明s1和s2均发生短路时,即目标电路10发生短路,则分别向s1的栅极和s2的栅极输出预设占空比的pwm波,使s1和s2处于关断状态。
99.可以理解的,由于目标电路10两端的电压下降速度远快于短路电流的上升速度,因此可快速及时地切断发生短路故障的目标电路10,实现对目标电路10的短路保护。而且,由于目标电路10与短路保护装置20并联,因此短路保护装置20进行短路保护的快速性并不会受电感影响。
100.在另一可选实施例中,控制器203在比较器p1输出高电平信号后经过预设时长的第一时刻,获取比较器p1输出的电平信号,若第一时刻的电平信号仍为高电平信号,即第一时刻时v21小于或者等于v11,也即第三差值小于第一差值,说明s1和s2均发生短路,即目标电路10发生短路,则分别向s1的栅极和s2的栅极输出预设占空比的pwm波,使s1和s2处于关断状态。
101.在又一可选实施中,控制器203获取比较器p1输出的电平信号,在该电平信号为高电平信号时,通过软件滤波的方式对第一采样电压和第二采样电压进行滤波,并在完成对第一采样电压和第二采样电压的滤波后的第二时刻,获取比较器p1输出的电平信号,若第二时刻的电平信号仍为高电平信号,即第二时刻时v21小于或者等于v11,也即第四差值小于第一差值,说明s1和s2均发生短路,即目标电路10发生短路,则分别向s1的栅极和s2的栅极输出预设占空比的pwm波,使s1和s2处于关断状态。
102.可以理解的,图10对应的后两个实施例相比图10对应的第一个实施例而言,还可通过延时或者滤波的方式避免短路保护被误触发的情况,提高了短路保护装置20进行短路保护时的准确性,进而提高了目标电路10和短路保护装置20所在设备工作时的稳定性。
103.需要说明的是,当第一采样电压和第二采样电压均小于0时,短路保护装置仍可实现对目标电路10的短路保护:
104.在目标电路10处于工作状态时,第二采样电压小于第一采样电压小于0的情况下,即第二采样电压的绝对值与第一采样电压的绝对值之间的第一差值大于0的情况下,比较器p1输出高电平信号。控制器203获取比较器p1输出的电平信号,在该电平信号为低电平信号时,即第一采样电压小于第二采样电压小于0,也即第二差值小于第一差值,说明s1和s2均发生短路时,即目标电路10发生短路,则分别向s1的栅极和s2的栅极输出预设占空比的pwm波,使s1和s2处于关断状态。
105.进一步地,为了避免短路保护被误触发的情况,还可通过延时或者滤波的方式提高短路保护装置20进行短路保护时的准确性。
106.具体的,控制器203在比较器p1输出低电平信号后经过预设时长的第一时刻,获取比较器p1输出的电平信号,若第一时刻的电平信号仍为低电平信号,即第一时刻时第一采样电压仍小于第二采样电压小于0,也即第三差值小于第一差值,说明s1和s2均发生短路,即目标电路10发生短路,则分别向s1的栅极和s2的栅极输出预设占空比的pwm波,使s1和s2
处于关断状态。
107.控制器203获取比较器p1输出的电平信号,在该电平信号为低电平信号时,通过软件滤波的方式对第一采样电压和第二采样电压进行滤波,并在完成对第一采样电压和第二采样电压的滤波后的第二时刻,获取比较器p1输出的电平信号,若第二时刻的电平信号仍为低电平信号,即第二时刻时第一采样电压仍小于第二采样电压小于0,也即第四差值小于第一差值,说明s1和s2均发生短路,即目标电路10发生短路,则分别向s1的栅极和s2的栅极输出预设占空比的pwm波,使s1和s2处于关断状态。
108.在目标电路10处于工作状态时,第二采样电压等于第一采样电压,且第一采样电压与第二采样电压均小于0的情况下,即第二采样电压的绝对值与第一采样电压的绝对值之间的第一差值等于0的情况下,比较器p1输出高电平信号。控制器203获取比较器p1输出的电平信号,在该电平信号为低电平信号时,即第一采样电压小于第二采样电压小于0,也即第二差值小于第一差值,说明s1和s2均发生短路时,则分别向s1的栅极和s2的栅极输出预设占空比的pwm波,使s1和s2处于关断状态。
109.进一步地,为了避免短路保护被误触发的情况,还可通过延时或者滤波的方式提高短路保护装置20进行短路保护时的准确性。
110.具体的,控制器203在比较器p1输出低电平信号后经过预设时长的第一时刻,获取比较器p1输出的电平信号,若第一时刻的电平信号仍为低电平信号,即第一时刻时第一采样电压仍小于第二采样电压小于0,也即第三差值小于第一差值,说明s1和s2均发生短路,即目标电路10发生短路,则分别向s1的栅极和s2的栅极输出预设占空比的pwm波,使s1和s2处于关断状态。
111.控制器203获取比较器p1输出的电平信号,在该电平信号为低电平信号时,通过软件滤波的方式对第一采样电压和第二采样电压进行滤波,并在完成对第一采样电压和第二采样电压的滤波后的第二时刻,获取比较器p1输出的电平信号,若第二时刻的电平信号仍为低电平信号,即第二时刻时第一采样电压仍小于第二采样电压小于0,也即第四差值小于第一差值,说明s1和s2均发生短路,即目标电路10发生短路,则分别向s1的栅极和s2的栅极输出预设占空比的pwm波,使s1和s2处于关断状态。
112.参见图11,图11是本技术提供的目标电路的短路保护方法的流程示意图。本技术实施例提供的目标电路的短路保护方法适用于图3至图10所示的短路保护装置20中的控制器203。目标电路的短路保护方法可包括步骤:
113.s101,获取第一检测支路中第一采样电阻两端的第一采样电压的绝对值和第二检测支路中第二采样电阻两端的第二采样电压的绝对值的比较结果。
114.其中,第一检测支路并联至目标电路的第一端和第二端,第二检测支路并联至目标电路的第一端和第二端,第一检测支路包括第一采样电阻以及与第一采样电阻并联的第一采样电容,第二检测支路包括第二采样电阻,在目标电路处于工作状态时第二采样电阻两端的第二采样电压的绝对值与第一采样电阻两端的第一采样电压的绝对值之间的差值为第一差值。
115.在一可选实施方式中,控制器获取第一采样电阻两端的第一采样电压和第二采样电阻两端的第二采样电压,并比较第一采样电压的绝对值和第二采样电压的绝对值的大小,得到第一采样电压的绝对值和第二采样电压的绝对值的比较结果。
116.在另一可选实施方式中,控制器获取比较器输出的电信号。该比较器的第一输入端用于采集第一采样电阻两端的第一采样电压,第二输入端用于采集第二采样电阻两端的第二采样电压,比较器用于在第一采样电压小于所述第二采样电压时,输出第一电平信号;在所述第一采样电压大于或者等于所述第二采样电压时,输出第二电平信号。
117.s102,在第二采样电压的绝对值与第一采样电压的绝对值之间的差值为第二差值时,控制目标电路停止工作。
118.其中,第一差值大于第二差值,目标电路包括一个开关器件或者串联的多个开关器件,该开关器件包括功率管(如mosfet、igbt、三极管等)、继电器、接触器等。
119.在一可选实施方式中,控制器在第一差值大于第二差值时,控制目标电路中的各个开关器件处于关断状态。
120.在另一可选实施方式中,控制器在比较器输出的电平信号为第二电平信号时,控制目标电路中的各个开关器件处于关断状态。
121.具体实现中,本技术提供的目标电路的短路保护方法中控制器所执行的更多操作可参见图3至图10所示的短路保护装置20及其工作原理中控制器203所执行的实现方式,在此不再赘述。
122.需要说明的是,本技术提供的短路保护装置20中的控制器203可以是目标电路10和短路保护装置20所在设备(如功率变换设备)中已有的控制器,也可以是与目标电路10和短路保护装置20所在设备中已有的控制器相互独立的另一控制器,本技术对此不做限制。
123.在本技术中,可通过与目标电路并联的短路保护装置快速及时切断短路故障,实现对目标电路的有效保护,适用性强。
124.以上,仅为本技术的具体实施方式,但本技术的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本技术揭露的技术范围内,可轻易想到变化或替换,都应涵盖在本技术的保护范围之内。因此,本技术的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
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