一种三相灭弧限流短路保护电路及用电设备的制作方法

1.本发明涉及三相用电安全和短路保护技术领域，尤其涉及一种三相灭弧限流短路保护电路及用电设备。


背景技术：

2.目前市面上的三相电短路保护主要采用断路器来断开电流，但是断路器在火火或者火零短路时会产生很大的能量，断开时间基本在ms级别，产生很大的火花，在短路的触点上产生线路高温熔解，容易引起火灾和安全事故。


技术实现要素：

3.针对上述技术问题，本发明实施例提供了一种三相灭弧限流短路保护电路及用电设备，以解决现有短路保护采用断路器容易产生火花和线路熔解的问题。
4.本发明实施例提供一种三相灭弧限流短路保护电路，其包括igbt驱动板、驱动模块、控制模块、霍尔检测模块、第一浪涌抑制模块和第二浪涌抑制模块；
5.所述驱动模块检测igbt驱动板是否发生短路退饱并输出对应的退饱和检测信号给控制模块；
6.所述霍尔检测模块采集a相线、b相线、c相线和n相线的输出端的电流，并与控制模块输出的比较电压进行比较；根据比较结果输出对应电平的霍尔过流检测信号；
7.所述控制模块根据霍尔过流检测信号和退饱和检测信号输出对应的驱动信号，通过驱动模块驱动后控制igbt驱动板的通断状态；
8.所述第一浪涌抑制模块用于对a相线、b相线、c相线和n相线的输入端进行浪涌抑制；第二浪涌抑制模块用于对a相线、b相线、c相线和n相线的输出端进行浪涌抑制。
9.可选地，所述的三相灭弧限流短路保护电路中，所述驱动模块包括驱动芯片、第一接口、第一电阻、第二电阻和第一电容；
10.所述驱动芯片的dir脚连接驱动芯片的vcc和第二电源端，驱动芯片的a0脚、a1脚、a2脚、a3脚、a4脚、a5脚和a6脚均连接控制模块；驱动芯片的b0脚连接第一接口的vi6脚和igbt驱动板的vi6脚，驱动芯片的b1脚连接第一接口的vi5脚和igbt驱动板的vi5脚，驱动芯片的b2脚连接第一接口的vi4脚和igbt驱动板的vi4脚，驱动芯片的b3脚连接第一接口的vi3脚和igbt驱动板的vi3脚，驱动芯片的b4脚连接第一接口的vi2脚和igbt驱动板的vi2脚，驱动芯片的b5脚连接第一接口的vi1脚和igbt驱动板的vi1脚，驱动芯片的b6脚连接第一接口的ena脚和igbt驱动板的ena脚；第一接口的c脚连接igbt驱动板的c脚、第一电阻的一端和第二电阻的一端；第一电阻的另一端连接第一电容的一端和第一电源端，第二电阻的另一端连接第一电容的另一端和控制模块，igbt驱动板的+24v脚连接第三电源端；驱动芯片的gnd脚、驱动芯片的脚、第一接口的e脚、第一接口的gnd脚、igbt驱动板的gnd脚和igbt驱动板的e脚均接地。
11.可选地，所述的三相灭弧限流短路保护电路中，所述控制模块包括mcu、第一转换
芯片、第二转换芯片、4路2与门、第一二极管、第二二极管、第三二极管和第四二极管；
12.所述mcu的pa0脚、pa1脚、pa2脚、pa3脚、pa4脚、pa5脚、pa6脚与驱动芯片的a0脚、a1脚、a2脚、a3脚、a4脚、a5脚、a6脚一对一连接；mcu的pa7脚连接第二电阻的另一端和第一电容的另一端；mcu的pb2脚连接第一二极管的正极、第二二极管的正极、第三二极管的正极和第四二极管的正极；mcu的pb1脚连接第一转换芯片的pwm脚，mcu的pb0脚连接第二转换芯片的pwm脚；第一转换芯片的vcc脚和第二转换芯片的vcc脚均连接第四电源端，第一转换芯片的sel脚连接第一转换芯片的gnd脚和地，第二转换芯片的sel脚连接第二转换芯片的gnd脚和地；第一转换芯片的vout脚和第二转换芯片的vout脚均连接霍尔检测模块；4路2与门的1a脚、1b脚、2a脚、2b脚、3a脚、3b脚、4a脚和4b脚均连接霍尔检测；4路2与门的1y脚连接第一二极管的负极，4路2与门的2y脚连接第二二极管的负极，4路2与门的3y脚连接第三二极管的负极，4路2与门的4y脚连接第四二极管的负极，4路2与门的gnd脚接地，4路2与门的vcc脚连接第二电源端。
13.可选地，所述的三相灭弧限流短路保护电路中，所述霍尔检测模块包括第一霍尔传感器、第二霍尔传感器、第三霍尔传感器、第四霍尔传感器、第一与门芯片、第二与门芯片、第三与门芯片和第四与门芯片；
14.a相线的输出端穿过第一霍尔传感器，第一霍尔传感器上的第二接口的+5v脚连接第二电源端，第二接口的gnd脚接地，第二接口的out脚连接第一与门芯片的第2脚和第5脚，第一与门芯片的第3脚连接第一转换芯片的vout脚，第一与门芯片的第6脚连接第二转换芯片的vout脚；第一与门芯片的第1脚、第7脚与4路2与门的1a脚、1b脚一对一连接；
15.b相线的输出端穿过第二霍尔传感器，第二霍尔传感器上的第三接口的+5v脚连接第二电源端，第三接口的gnd脚接地，第三接口的out脚连接第二与门芯片的第2脚和第5脚，第二与门芯片的第3脚连接第一转换芯片的vout脚，第二与门芯片的第6脚连接第二转换芯片的vout脚；第二与门芯片的第1脚、第7脚与4路2与门的2a脚、2b脚一对一连接；
16.c相线的输出端穿过第三霍尔传感器，第三霍尔传感器上的第四接口的+5v脚连接第二电源端，第四接口的gnd脚接地，第四接口的out脚连接第三与门芯片的第2脚和第5脚，第三与门芯片的第3脚连接第一转换芯片的vout脚，第三与门芯片的第6脚连接第二转换芯片的vout脚；第三与门芯片的第1脚、第7脚与4路2与门的4b脚、4a脚一对一连接；
17.n相线的输出端穿过第四霍尔传感器，第四霍尔传感器上的第五接口的+5v脚连接第二电源端，第五接口的gnd脚接地，第五接口的out脚连接第四与门芯片的第2脚和第5脚，第四与门芯片的第3脚连接第一转换芯片的vout脚，第四与门芯片的第6脚连接第二转换芯片的vout脚；第四与门芯片的第1脚、第7脚与4路2与门的3b脚、3a脚一对一连接；
18.第一与门芯片、第二与门芯片、第三与门芯片和第四与门芯片的第8脚均连接第二电源端；第一与门芯片、第二与门芯片、第三与门芯片和第四与门芯片的第4脚均接地。
19.可选地，所述的三相灭弧限流短路保护电路中，所述霍尔检测模块还包括第二电容、第三电容、第四电容和第五电容；
20.所述第二电容连接在第二接口的+5v脚与gnd脚之间，第三电容连接在第三接口的+5v脚与gnd脚之间，第四电容连接在第四接口的+5v脚与gnd脚之间，第五电容连接在第五接口的+5v脚与gnd脚之间。
21.可选地，所述的三相灭弧限流短路保护电路中，所述霍尔检测模块还包括第三电
阻、第四电阻、第五电阻和第六电阻；
22.所述第三电阻的一端连接第二接口的out脚，第三电阻的另一端连接第一与门芯片的第2脚和第5脚，第四电阻的一端连接第三接口的out脚，第四电阻的另一端连接第二与门芯片的第2脚和第5脚，第五电阻的一端连接第四接口的out脚，第五电阻的另一端连接第三与门芯片的第2脚和第5脚，第六电阻的一端连接第五接口的out脚，第六电阻的另一端连接第四与门芯片的第2脚和第5脚。
23.可选地，所述的三相灭弧限流短路保护电路中，所述第一浪涌抑制模块包括第一浪涌抑制器、第六电容、第七电容、第八电容、第七电阻、第八电阻和第九电阻；
24.所述第一浪涌抑制器的l1脚连接a相线的输入端和第七电阻的一端，第七电阻的另一端通过第六电容连接第一浪涌抑制器的n脚和n相线的输入端，第一浪涌抑制器的l2脚连接b相线的输入端和第八电阻的一端，第八电阻的另一端通过第七电容连接第一浪涌抑制器的n脚，第一浪涌抑制器的l3脚连接c相线的输入端和第九电阻的一端，第九电阻的另一端通过第八电容连接第一浪涌抑制器的n脚，第一浪涌抑制器的pe脚连接pe地。
25.可选地，所述的三相灭弧限流短路保护电路中，所述第二浪涌抑制模块包括第二浪涌抑制器、第九电容、第十电容、第十一电容、第十电阻、第十一电阻和第十二电阻；
26.所述第二浪涌抑制器的l1’脚连接a相线的输出端和第十电阻的一端，第十电阻的另一端通过第九电容连接第二浪涌抑制器的n’脚和n相线的输出端，第二浪涌抑制器的l2’脚连接b相线的输出端和第十一电阻的一端，第十一电阻的另一端通过第十电容连接第二浪涌抑制器的n’脚，第二浪涌抑制器的l3’脚连接c相线的输出端和第十二电阻的一端，第十二电阻的另一端通过第十一电容连接第二浪涌抑制器的n’脚，第二浪涌抑制器的pe脚连接pe’地。
27.本发明实施例第二方面提供了一种用电设备，包括一电路板，电路板上设有所述的三相灭弧限流短路保护电路，所述三相灭弧限流短路用于对后端所接的负载进行短路保护。
28.本发明实施例提供的技术方案中，三相灭弧限流短路保护电路包括igbt驱动板、驱动模块、控制模块、霍尔检测模块、第一浪涌抑制模块和第二浪涌抑制模块；所述驱动模块检测igbt驱动板是否发生短路退饱并输出对应的退饱和检测信号给控制模块；所述霍尔检测模块采集a相线、b相线、c相线和n相线的输出端的电流，并与控制模块输出的比较电压进行比较；根据比较结果输出对应电平的霍尔过流检测信号；所述控制模块根据霍尔过流检测信号和退饱和检测信号输出对应的驱动信号，通过驱动模块驱动后控制igbt驱动板的通断状态；所述第一浪涌抑制模块用于对a相线、b相线、c相线和n相线的输入端进行浪涌抑制；第二浪涌抑制模块用于对a相线、b相线、c相线和n相线的输出端进行浪涌抑制。采用igbt驱动板这种半导体开关技术来控制三相线回路的通断，即可在短路时快速检测和快速断开，在短路能量未聚集时限流断开，从而抑制火花和线路熔解。
附图说明
29.图1为本发明实施例中三相灭弧限流短路保护电路的结构框图。
30.图2为本发明实施例中驱动模块和igbt驱动板的电路示意图。
31.图3为本发明实施例中控制模块的电路示意图。
32.图4为本发明实施例中霍尔检测模块的电路示意图。
33.图5为本发明实施例中第一浪涌抑制模块的电路示意图。
34.图6为本发明实施例中第二浪涌抑制模块的电路示意图。
具体实施方式
35.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。本发明中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
36.请参阅图1，本发明实施例提供的用电设备主要是三相四线的设备，其中a相线、b相线、c相线表示火线，n相线表示零线。所述用电设备包括一电路板，所述电路板上设有三相灭弧限流短路保护电路。该三相灭弧限流短路保护电路连接三相或单相交流用电的负载，比如电机、风机、灯泡或发热丝等负载，用于对后端所接的负载进行短路保护。
37.所述三相灭弧限流短路保护电路包括igbt(insulated gate bipolar transistor，绝缘栅双极型晶体管)驱动板md1、驱动模块100、控制模块200、霍尔检测模块300、第一浪涌抑制模块400和第二浪涌抑制模块500；所述igbt驱动板的输入端连接a相线、b相线、c相线和n相线的输入端；igbt驱动板的输出端连接a相线、b相线、c相线和n相线的输出端；驱动模块100连接igbt驱动板的控制端和控制模块200，控制模块200连接霍尔检测模块300；第一浪涌抑制模块400连接a相线、b相线、c相线和n相线的输入端；第二浪涌抑制模块500和霍尔检测模块300均连接a相线、b相线、c相线和n相线的输出端。
38.所述驱动模块100检测igbt驱动板md1是否发生短路退饱并输出对应的退饱和检测信号给控制模块200；所述霍尔检测模块300采集a相线、b相线、c相线和n相线的输出端的电流，并与控制模块200输出的比较电压进行比较；根据比较结果输出对应电平的霍尔过流检测信号；控制模块200根据霍尔过流检测信号和退饱和检测信号输出对应的驱动信号，通过驱动模块100驱动后控制igbt驱动板md1的通断状态。第一浪涌抑制模块400用于对a相线、b相线、c相线和n相线的输入端进行浪涌抑制；第二浪涌抑制模块500用于对a相线、b相线、c相线和n相线的输出端进行浪涌抑制。
39.请一并参阅图2，所述驱动模块100包括驱动芯片u1、第一接口p1、第一电阻r1、第二电阻r2和第一电容c1；所述驱动芯片u1的dir脚连接驱动芯片u1的vcc和第二电源端(提供+5v的第二电压+5v)，驱动芯片u1的a0脚、a1脚、a2脚、a3脚、a4脚、a5脚和a6脚均连接控制模块；驱动芯片u1的b0脚连接第一接口p1的vi6脚和igbt驱动板md1的vi6脚，驱动芯片u1的b1脚连接第一接口p1的vi5脚和igbt驱动板md1的vi5脚，驱动芯片u1的b2脚连接第一接口p1的vi4脚和igbt驱动板md1的vi4脚，驱动芯片u1的b3脚连接第一接口p1的vi3脚和igbt驱动板md1的vi3脚，驱动芯片u1的b4脚连接第一接口p1的vi2脚和igbt驱动板md1的vi2脚，驱动芯片u1的b5脚连接第一接口p1的vi1脚和igbt驱动板md1的vi1脚，驱动芯片u1的b6脚连接第一接口p1的ena脚和igbt驱动板md1的ena脚；第一接口p1的c脚连接igbt驱动板md1的c脚、第一电阻r1的一端和第二电阻r2的一端；第一电阻r1的另一端连接第一电容c1的一端和第一电源端(提供+3.3v的第一电压)，第二电阻r2的另一端连接第一电容c1的另一端和控制模块200，igbt驱动板md1的+24v脚连接第三电源端(提供+24v的第三电压)；驱动芯片
u1的gnd脚、驱动芯片u1的脚、第一接口p1的e脚、第一接口p1的gnd脚、igbt驱动板md1的gnd脚和igbt驱动板md1的e脚均接地。
40.其中，igbt驱动板md1优选型号为da102d6，其具备6组独立和隔离的igbt电源和驱动单元，互不干扰，如图1所示的结构。igbt驱动板md1的vin脚对应的输出引脚是cn脚、en脚和gn脚；n的取值是1～6，即vi1脚对应的输出引脚是c1脚、e1脚和g1脚；以此类推，vi6脚对应的输出引脚是c6脚、e6脚和g6脚。igbt驱动板md1与驱动芯片u1之间通过第一接口p1来进行连接。
41.所述驱动芯片u1的型号优选为74ahct245，其用于电平转换和增加驱动能力，将控制模块输出的+3.3v的驱动信号(包括igbt_ch1信号至igbt_ch6信号、igbt_enable信号)的电压转换为5v来驱动igbt驱动板md1。igbt_enable信号用于允许或者禁止igbt驱动板md1工作，当igbt_enable信号为高电平(+3.3v)时，通过驱动芯片u1转换为+5v的信号并从b6脚输出，通过第一接口p1传输至igbt驱动板md1的ena脚，igbt驱动板md1的ena脚检测到高电平，开始正常工作。正常情况下，igbt_ch1信号至igbt_ch6信号都是+3.3v的高电平，通过驱动芯片u1转换为+5v的信号并输出后，igbt驱动板md1的vi1脚至vi6脚上都是高电平，igbt驱动板md1内部的igbt管导通；igbt_ch1信号至igbt_ch6信号都是低电平(如0v)时，igbt驱动板md1的vi1脚至vi6脚上也都是低电平，igbt驱动板md1内部的igbt管截止(关断)，断开负载(即三相回路)。
42.当igbt_enable信号为低电平时，igbt驱动板md1的ena脚上也是低电平，igbt驱动板md1停止工作，这样在关机时，可通过输出低电平的igbt_enable信号来关闭igbt驱动板md1，以节省用电，延长igbt驱动板md1的工作寿命。
43.igbt驱动板md1的c脚和e脚是igbt退饱和检测输出脚，退饱和检测信号igbt_shortin平时通过第一电阻r1和第二电阻r2上拉为高电平，第一电容c1滤波后输出给控制模块200；当igbt驱动板md1内的igbt管出现短路时，电流急剧增加，各个igbt管的c-e两端电压vce从饱和状态进入线性区，输出低电平的退饱和检测信号igbt_shortin给控制模块200。
44.请一并参阅图3，所述控制模块200包括mcu u2、第一转换芯片u3、第二转换芯片u4、4路2与门u5、第一二极管d1、第二二极管d2、第三二极管d3和第四二极管d4；所述mcu u2的pa0脚、pa1脚、pa2脚、pa3脚、pa4脚、pa5脚、pa6脚与驱动芯片u1的a0脚、a1脚、a2脚、a3脚、a4脚、a5脚、a6脚一对一连接；mcu u2的pa7脚连接第二电阻r2的另一端和第一电容c1的另一端；mcu u2的pb2脚连接第一二极管d1的正极、第二二极管d2的正极、第三二极管d3的正极和第四二极管d4的正极；mcu u2的pb1脚连接第一转换芯片u3的pwm脚，mcu u2的pb0脚连接第二转换芯片u4的pwm脚；第一转换芯片u3的vcc脚和第二转换芯片u4的vcc脚均连接第四电源端(提供+12v的第四电压)，第一转换芯片u3的sel脚连接第一转换芯片u3的gnd脚和地，第二转换芯片u4的sel脚连接第二转换芯片u4的gnd脚和地；第一转换芯片u3的vout脚和第二转换芯片u4的vout脚均连接霍尔检测模块300；4路2与门u5的1a脚、1b脚、2a脚、2b脚、3a脚、3b脚、4a脚和4b脚均连接霍尔检测300；4路2与门u5的1y脚连接第一二极管d1的负极，4路2与门u5的2y脚连接第二二极管d2的负极，4路2与门u5的3y脚连接第三二极管d3的负极，4路2与门u5的4y脚连接第四二极管d4的负极，4路2与门u5的gnd脚接地，4路2与门u5的vcc脚连接第二电源端。
45.其中，所述mcu u2的型号优选为hc32f460keta，其输出igbt_enable信号来控制igbt驱动板md1的启用(高电平有效)或者关闭(低电平有效)，输出igbt_ch1信号至igbt_ch6信号来控制igbt驱动板md1内对应igbt管的通断(高电平导通，低电平断开)。igbt驱动板md1检测短路退饱和发生，输出低电平(如0v)的退饱和检测信号igbt_shortin给mcu u2，通知mcu u2及时处理。mcu u2输出高脉冲信号pwm-high给第一转换芯片u3，输出低脉冲信号pwm-low给第二转换芯片u4。
46.所述第一转换芯片u3和第二转换芯片u4优选型号为gp8101的pac芯片，其能将脉冲信号转换为对应的模拟电压来作为霍尔检测模块300的比较电压，即高脉冲信号pwm-high转换为第一比较电压ref_high，低脉冲信号pwm-low转换为第二比较电压ref_low。
47.所述4路2与门u5的型号优选为74hc08mtr，内部有4路与门，对应4组输入输出脚，即1a是第一个与门的一输入脚，1b是第一个与门的另一个输入脚，1y是第一个与门的输出脚；同理，2a、2b和2y为第二个与门的输入输出脚；3a、3b和3y为第三个与门的输入输出脚；4a、4b和4y为第四个与门的输入输出脚。一个与门中，只要任意一个输入脚输入0v(相当于过流)，则输出脚输出0v的霍尔过流检测信号checkcur_in，通过对应的二极管(即第一二极管d1至第四二极管d4，均是tvs二极管)传输给mcu，通知mcu根据霍尔过流检测信号checkcur_in来进行对应的断开短路保护。
48.请一并参阅图4，所述霍尔检测模块300包括第一霍尔传感器、第二霍尔传感器、第三霍尔传感器、第四霍尔传感器、第一与门芯片(包括u6a和u6b)、第二与门芯片(包括u7a和u7b)、第三与门芯片(包括u8a和u8b)和第四与门芯片(包括u9a和u9b)。
49.a相线的输出端a’穿过第一霍尔传感器，第一霍尔传感器上的第二接口p2的+5v脚连接第二电源端，第二接口p2的gnd脚接地，第二接口p2的out脚连接第一与门芯片的第2脚和第5脚，第一与门芯片的第3脚连接第一转换芯片u3的vout脚，第一与门芯片的第6脚连接第二转换芯片u4的vout脚；第一与门芯片的第1脚、第7脚与4路2与门u5的1a脚、1b脚一对一连接。
50.b相线的输出端b’穿过第二霍尔传感器，第二霍尔传感器上的第三接口p3的+5v脚连接第二电源端，第三接口p3的gnd脚接地，第三接口p3的out脚连接第二与门芯片的第2脚和第5脚，第二与门芯片的第3脚连接第一转换芯片u3的vout脚，第二与门芯片的第6脚连接第二转换芯片u4的vout脚；第二与门芯片的第1脚、第7脚与4路2与门u5的2a脚、2b脚一对一连接。
51.c相线的输出端c’穿过第三霍尔传感器，第三霍尔传感器上的第四接口p4的+5v脚连接第二电源端，第四接口p4的gnd脚接地，第四接口p4的out脚连接第三与门芯片的第2脚和第5脚，第三与门芯片的第3脚连接第一转换芯片u3的vout脚，第三与门芯片的第6脚连接第二转换芯片u4的vout脚；第三与门芯片的第1脚、第7脚与4路2与门u5的4b脚、4a脚一对一连接。
52.n相线的输出端n’穿过第四霍尔传感器，第四霍尔传感器上的第五接口p5的+5v脚连接第二电源端，第五接口p5的gnd脚接地，第五接口p5的out脚连接第四与门芯片的第2脚和第5脚，第四与门芯片的第3脚连接第一转换芯片u3的vout脚，第四与门芯片的第6脚连接第二转换芯片u4的vout脚；第四与门芯片的第1脚、第7脚与4路2与门u5的3b脚、3a脚一对一连接。
53.第一与门芯片、第二与门芯片、第三与门芯片和第四与门芯片的第8脚均连接第二电源端；第一与门芯片、第二与门芯片、第三与门芯片和第四与门芯片的第4脚均接地。
54.其中，各个霍尔传感器优选型号为hcs-ltr-500a的霍尔电流互感器，电压工作范围是2.5v
±
2v，对应的电流工作范围是
±
500am。各个与门芯片优选型号为74hc08m/tr的2与门芯片(里面有两个与门)。各个霍尔传感器检测当前穿过的相线上的电流并输出对应的霍尔信号，然后分别与第一比较电压ref_high，第二比较电压ref_low进行比较。当输入的霍尔信号的电压大于等于第一比较电压ref_high时，各个与门芯片的第1脚对应输出低电平(如0v)的cur_a_hin信号、cur_b_hin信号、cur_c_hin信号和cur_n_hin信号；当霍尔信号的电压小于等于ref_low时，各个与门芯片的第7脚对应输出低电平的cur_a_lin信号、cur_b_lin信号、cur_c_lin信号、cur_n_lin信号；当霍尔信号的电压小于第一比较电压ref_high且大于第二比较电压ref_low，输出的各个信号是5v。只要有一路cur_x_hin信号(x是a、b、c或n中的一个)输出0v，对应的霍尔过流检测信号checkcur_in就为低。
55.优选地，所述霍尔检测模块300还包括第二电容c2、第三电容c3、第四电容c4和第五电容c5；所述第二电容c2连接在第二接口p2的+5v脚与gnd脚之间，第三电容c3连接在第三接口p3的+5v脚与gnd脚之间，第四电容c4连接在第四接口p4的+5v脚与gnd脚之间，第五电容c5连接在第五接口p5的+5v脚与gnd脚之间。第二电容c2至第五电容c5用于滤波，使out脚输出的霍尔信号更加稳定。
56.优选地，所述霍尔检测模块300还包括第三电阻r3、第四电阻r4、第五电阻r5和第六电阻r6；所述第三电阻r3的一端连接第二接口p2的out脚，第三电阻r3的另一端连接第一与门芯片的第2脚和第5脚，第四电阻r4的一端连接第三接口p3的out脚，第四电阻r4的另一端连接第二与门芯片的第2脚和第5脚，第五电阻r5的一端连接第四接口p4的out脚，第五电阻r5的另一端连接第三与门芯片的第2脚和第5脚，第六电阻r6的一端连接第五接口p5的out脚，第六电阻r6的另一端连接第四与门芯片的第2脚和第5脚。第三电阻r3至第六电阻r6用于将霍尔信号的电压分路传输给所接的与门芯片中进行电压比较。
57.请一并参阅图5和图6，所述第一浪涌抑制模块400包括第一浪涌抑制器z1、第六电容c6、第七电容c7、第八电容c8、第七电阻r7、第八电阻r8和第九电阻r9；所述第一浪涌抑制器z1的l1脚连接a相线的输入端a和第七电阻r7的一端，第七电阻r7的另一端通过第六电容c6连接第一浪涌抑制器z1的n脚和n相线的输入端n，第一浪涌抑制器z1的l2脚连接b相线的输入端b和第八电阻r8的一端，第八电阻r8的另一端通过第七电容c7连接第一浪涌抑制器z1的n脚，第一浪涌抑制器z1的l3脚连接c相线的输入端c和第九电阻r9的一端，第九电阻r9的另一端通过第八电容c8连接第一浪涌抑制器z1的n脚，第一浪涌抑制器的pe脚连接pe地。
58.所述第二浪涌抑制模块500包括第二浪涌抑制器z2、第九电容c9、第十电容c10、第十一电容c11、第十电阻r10、第十一电阻r11和第十二电阻r12；所述第二浪涌抑制器z2的l1’脚连接a相线的输出端a’和第十电阻r10的一端，第十电阻r10的另一端通过第九电容c9连接第二浪涌抑制器z2的n脚和n相线的输出端n’，第二浪涌抑制器z2的l2’脚连接b相线的输出端b’和第十一电阻r11的一端，第十一电阻r11的另一端通过第十电容c10连接第二浪涌抑制器z2的n’脚，第二浪涌抑制器z2的l3’脚连接c相线的输出端c’和第十二电阻r12的一端，第十二电阻r12的另一端通过第十一电容c11连接第二浪涌抑制器z2的n’脚，第二浪涌抑制器z2的pe脚连接pe’地。
59.由于igbt管的特殊性，其耐压1200v，负载在关断或者开通瞬间容易产生浪涌尖峰。本实施例在各个相线的输入端(a、b、c、n)和输出端(a、b、c、n)增加对应的rc(r7与c6、r8与c7、r9与c8、r10与c9、r11与c10、r12与c11)滤波来进行电子灭弧，增加浪涌抑制器(优选型号为m20b)来对超过1100v的尖峰进行抑制和钳位，可对三相线(a、b、c)中任意两根，或者三相线对n相线，均可以起到钳位的作用。浪涌抑制器的保护电压是1100v，相应时间25ns，标称放电电流10ka，对igbt管瞬间的尖峰起到保护钳位有很大作用。
60.请继续参阅图1至6，所述三相灭弧限流短路保护电路的工作原理为：
61.正常工作时，mcu输出高电平的igbt_enable信号，通过驱动芯片u1转换为+5v的信号并从b6脚输出，通过第一接口p1传输至igbt驱动板md1的ena脚，igbt驱动板md1的ena脚检测到高电平开始正常工作。
62.当igbt驱动板md1内的igbt管出现短路时，输出低电平的退饱和检测信号igbt_shortin给mcu。
63.mcu输出的低电平的igbt_ch1信号至igbt_ch6信号，通过驱动芯片u1驱动后传输至igbt驱动板md1的vi1脚至vi6脚，igbt驱动板md1内部的igbt管截止，断开负载，即a相线、b相线、c相线和n相线的输入端与输出端之间断开，从而实现了退饱短路保护。
64.各个霍尔传感器检测当前穿过的相线上的电流并输出对应的霍尔信号，分别与第一比较电压ref_high，第二比较电压ref_low进行比较；当输入的霍尔信号的电压大于第一比较电压ref_high时，各个与门芯片的第1脚对应输出低电平的cur_a_hin信号、cur_b_hin信号、cur_c_hin信号和cur_n_hin信号；当霍尔信号的电压小于ref_low时，各个与门芯片的第7脚对应输出低电平的cur_a_lin信号、cur_b_lin信号、cur_c_lin信号、cur_n_lin信号；4路2与门u5输出低电平的霍尔过流检测信号checkcur_in给mcu。
65.mcu输出的低电平的igbt_ch1信号至igbt_ch6信号，通过驱动芯片u1驱动后传输至igbt驱动板md1的vi1脚至vi6脚，igbt驱动板md1内部的igbt管截止，断开负载，即a相线、b相线、c相线和n相线的输入端与输出端之间断开，从而实现了短路保护。
66.综上所述，本发明提供的三相灭弧限流短路保护电路及用电设备，在三相线任一一条线短路时，控制igbt驱动板内的igbt管截止，这种半导体开关方式能在短路时快速检测和快速断开，断开时间在us级，能达到100us断开时间，在短路能量未聚集时限流断开，抑制火花和线路熔解。
67.还可根据负载灵活调整短路触发电流，即通过mcu调节低脉冲信号和高脉冲信号的占空比，即可调节对应的比较电压，经过算法，在功率满足要求的情况下做到精准短路保护，达到短路触点火花小，安全的效果。
68.通过增加两个浪涌抑制，具有25ns 20ka的释放电流，对后端设备起到很好的保护。
69.以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。