本发明涉及母线电容的过压保护技术领域，尤其是一种过压保护电路及其应用。
背景技术
电动汽车是一种新能源汽车，采用电池提供电能作为动力，绿色环保污染少。电动汽车的使用有助于解决环境问题和能源问题，受到人们的欢迎。电动汽车电池的电量有限，在电量较低时需要充电，目前充电方式有有线充电和无线充电两种方式，相比于有线充电的方式，无线充电作为一种新技术，不需要笨重的插头和电缆，没有漏电危险，安全可靠，不需要人为操作，使用便捷。
无线充电系统接收端可能是电流源特性输出，另外发射端和接收端的通信是有延迟的，因此如果出现故障，接收端不受控制得给输出母线电容充电，而同时负载已经断开，则母线电容会出现过压，甚至爆炸，引发火灾等危险。常规过压保护电路需要额外的驱动电路和辅助电源，如果驱动电路和辅助电源出现故障，保护电路就会失效。
因此有必要提出一种新的用于电动汽车无线充电的过压保护电路来解决上面的所有问题，采用反应速度更快，不需要额外的驱动电路和辅助电源，更加安全可靠，能应对各种故障情况的过压保护电路。
技术实现要素：
本发明要解决的技术问题是提供一种过压保护电路及其应用，能够解决现有技术的不足，反应速度快、不需要额外的驱动电路和辅助电源，更加安全可靠。
为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案如下。
一种过压保护电路，包括电流源电路、母线电容、tvs二极管、门极电容和开关管，所述电流源电路与所述母线电容电气连接，提供电能，所述tvs二极管监测所述母线电容两端的电压，所述门极电容位于所述开关管的门极和源极之间，为所述开关管的开通提供电能，所述开关管位于所述电流源电路内部或者外部，所述开关管开通时将所述电流源电路内部或者输出短路，或者将电子元器件接入到所述电流源电路内部或者输出；
当所述母线电容两端的电压超过所述tvs二极管的保护值时，所述tvs二极管导通，所述门极电容开始充电，当所述门极电容两端的电压达到所述开关管的开通电压时，所述开关管导通，所述电流源电路内部或者输出短路，或者将电子元器件接入到所述电流源电路内部或者输出，使得所述电流源电路停止向所述母线电容供电，所述母线电容两端的电压停止升高，实现过压保护。
作为优选，所述电流源电路包括电感电容串联谐振电路和桥式整流电路，电感电容串联谐振电路包括接收线圈电感和谐振电容，桥式整流电路为半控全桥，其上桥臂为两个二极管，下桥臂为两个开关管。
作为优选，所述电流源电路包括电感电容串联谐振电路和桥式整流电路，电感电容串联谐振电路包括接收线圈电感和谐振电容，桥式整流电路为不控全桥，由4个二极管组成，开关管和电阻串联后与母线电容并联。
作为优选，所述母线电容两端并联有两个回路，第一回路包括串联的第一tvs二极管和第二tvs二极管，第一tvs二极管的负极连接至母线电容的正极，第二回路包括串联的第二二极管和第二开关管，门极电容位于第二开关管的门极和源极之间，第二tvs二极管与门极电容之间连接有第五二极管。
作为优选，所述母线电容两端并联有两个回路，第一回路包括串联的第一电阻、晶闸管和第二电阻，第二回路包括串联的第二二极管和第二开关管，第一tvs二极管的负极连接到母线电容的正极，第一tvs二极管的正极连接到晶闸管的门极，晶闸管的阴极连接到了门极电容的正极，门极电容位于第二开关管的门极和源极之间。
上述的过压保护电路在电动汽车无线充电中的应用。
采用上述技术方案所带来的有益效果在于：本发明通过一种电路结构，利用tvs二极管的过压击穿并可恢复的特性，检测过压，并给门极电容充电已驱动保护开关管开通动作，对母线电容进行保护，特别适用于电流源输出特性的无线充电接收端。该过压保护电路反应速度快，不需要辅助电源，不需要额外的驱动电路，在接收端辅助电源失效的情况下仍然可以进行保护，更加安全可靠。
附图说明
图1是本发明实施例一中电流源电路的结构示意图；
图2是本发明实施例二中电流源电路的结构示意图；
图3是本发明实施例三中过压保护电路的结构示意图；
图4是本发明实施例四中过压保护电路的结构示意图。
具体实施方式
实施例一：
本实施例中，一种母线电容的过压保护电路，用于电动汽车无线充电，包括电流源电路1、母线电容cdk、tvs二极管、门极电容cg和开关管。
其中电流源电路1与母线电容cdk电气连接，并提供电能。
电流源电路1是无线充电的接收端，包括电感电容串联谐振电路10和桥式整流电路11，电感电容串联谐振电路10包括接收线圈电感ls和谐振电容cs，
桥式整流电路11是半控全桥，其上桥臂为两个二极管d1、d2，下桥臂为两个开关管s1、s2，
当开关管不动作时，接收线圈电感ls接收发射端传输的电能，与谐振电容cs发生谐振，产生谐振电流，再通过桥式整流电路11的二极管整流得到直流电流，给母线电容cdk及其负载供电。
如果负载断开，而发射端继续传输电能，则会有直流电流持续给母线电容cdk充电，母线电容cdk两端的电压会持续升高，带来危险。若两个开关管5都动作导通，则电感电容串联谐振电路10被短路，不会再有电流流向母线电容cdk，可以实现过压保护功能。
实施例二：
本实施例中，一种母线电容的过压保护电路，用于电动汽车无线充电，包括电流源电路1、母线电容cdk、tvs二极管、门极电容cg和开关管。
其中电流源电路1与母线电容cdk电气连接，并提供电能。
电流源电路1是无线充电的接收端，包括电感电容串联谐振电路10和桥式整流电路11，电感电容串联谐振电路10包括接收线圈电感ls和谐振电容cs，
桥式整流电路11是不控全桥，由4个二极管d1～d4组成，
开关管s和电r阻串联后与母线电容cdk并联，
当开关管s不动作时，接收线圈电感ls接收发射端传输的电能，与谐振电容cs发生谐振，产生谐振电流，再通过桥式整流电路11的二极管整流得到直流电流，给母线电容cdk及其负载供电。
如果负载断开，而发射端继续传输电能，则会有直流电流持续给母线电容cdk充电，母线电容cdk两端的电压会持续升高，带来危险。若开关管s动作导通，则电流源电路1的输出加入负载电阻，只有电阻值小于一定值，就不会再有电流流向母线电容cdk，从而可以实现过压保护功能。
实施例三：
本实施例中，一种母线电容的过压保护电路，用于电动汽车无线充电，包括电流源电路1、母线电容cdk、tvs二极管、门极电容cg和开关管。
第一tvs二极管dtvs1的负极连接至母线电容cdk的正极，监测母线电容cdk两端的电压，只要母线电容cdk两端的电压超过第一tvs二极管dtvs1的保护值时，第一tvs二极管dtvs1就会导通，
门极电容cg位于第二开关管s2的门极和源极之间，当第一tvs二极管dtvs1导通，就会有电流通过第五二极管d5，流入门极电容cg，进行充电，当门极电容cg两端的电压到达第二开关管s2的开通电压，第二开关管s2就会动作导通，进行过压保护。
第二tvs二极管dtvs2位于第一tvs二极管dtvs1和母线电容cdk的负极之间，起到限制门极电容cg两端电压的作用，防止过压损坏器件。第五二极管d5位于第二tvs二极管dtvs2和门极电容cg之间，能起到防止电流反向的作用，减缓门极电容cg的放电速度。
实施例四：
本实施例中，一种母线电容的过压保护电路，用于电动汽车无线充电，包括电流源电路1、母线电容cdk、tvs二极管、门极电容cg和开关管。
第一tvs二极管dtvs1的负极连接到母线电容cdk的正极，监测母线电容cdk两端的电压，只要母线电容cdk两端的电压超过第一tvs二极管dtvs1的保护值时，第一tvs二极管dtvs1就会导通，
第一tvs二极管dtvs1的正极连接到了晶闸管sk的门极，晶闸管sk的阴极连接到了门极电容cg的正极，而晶闸管sk的阳极通过第一电阻r1连接到了母线电容cdk的正极，
门极电容cg位于第二开关管s2的门极和源极之间，当第一tvs二极管dtvs1导通，就会有电流流入到晶闸管sk的门极，晶闸管sk就会开通，就会有电流通过晶闸管sk给门极电容cg充电，当门极电容cg两端的电压到达第二开关管s2的开通电压，第二开关管s2就会动作导通，进行过压保护。
第二tvs二极管dtvs2与门极电容cg并联，起到限制门极电容cg两端电压的作用，防止过压损坏器件。第二电阻r2也与门极电容cg并联，第二电阻r2与第一电阻r1形成串联分压的效果，决定门极电容cg两端的电压大小。
使用晶闸管sk的好处是开通后可以一直给门极电容cg充电，直到门极电容cg两端的电压达到设定值，晶闸管sk中通过的电流小于一定值，晶闸管sk才会关闭，因此门极电容cg的容量可以取得相对大一些，电压维持的时间也会相对长一些。
所述开关管是mosfet、igbt或者igct等。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。