一种故障保护电路及方法与流程

本发明属于变换器，特别涉及一种故障保护电路及方法。

背景技术：

1、随着科技的不断进步，变换器的故障保护能力成为整个系统安全、可靠、长时间运行的关键。因此高可靠的保护电路为整个变换器系统的长时间运行提供了基础。因此高可靠的保护电路设计成为电路设计中的关键部分。

2、在变换器故障保护电路中，现有技术多采用直接封锁pwm信号输出的方式，该方式在多数故障发生时可有效保护系统；但该方法存在单点问题，在受到系统干扰或者保护信号传输延时等问题时，往往对系统的保护无法及时实施，从而导致保护的失败，损坏整个系统。

技术实现思路

1、针对现有技术的缺陷，本发明提出一种故障保护电路及方法，旨在解决变换器封锁pwm保护单点、封锁信号易受干扰及保护不及时带来的故障保护失效等问题。

2、本发明提出一种电源故障保护电路，包括：电源保护电路、pwm保护电路和功率电路；其中，

3、所述电源保护电路包括驱动电压输出端，所述功率电路包含功率正极；

4、所述电源保护电路检测故障信号，电源保护电路没有检测到故障信号时，电源保护电路的驱动电压输出端向所述pwm保护电路输出驱动电压；电源保护电路检测到故障信号时，电源保护电路的驱动电压输出端截止向所述pwm保护电路输出驱动电压；

5、所述pwm保护电路根据所述驱动电压由pwm保护电路输出端向所述功率电路输出pwm信号，

6、所述功率电路根据所述pwm信号由所述功率正极输出信号。

7、优选的，所述电源保护电路检测故障信号具体包括：所述电源保护电路包括光耦及开关模块；光耦没有检测到故障信号时供电电压向开关模块供电，所述开关模块的驱动电压输出端向所述pwm保护电路输出驱动电压；光耦检测到故障信号时截止供电电压向开关模块供电，所述开关模块的驱动电压输出端截止向所述pwm保护电路输出驱动电压。

8、优选的，所述光耦包括原边发光二极管和副边光敏三极管，所述开关模块包括光第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、npn三极管和pnp三极管；

9、光耦原边发光二极管检测到故障信号时发光，光耦副边光敏三极管的基极感应发光二极管的发射光，光耦副边光敏三极管的集电极连接至第一电阻第一端和第二电阻的第一端，光敏三极管的发射极接地，第一电阻的第二端连接芯片供电电压，第二电阻的第二端以及第三电阻的第二端连接npn三极管基极，npn三极管发射极以及第三电阻的第一端接地，npn三极管集电极连接第四电阻的第一端，第四电阻的第二端以及第五电阻的第一端连接pnp三极管的基极，第五电阻的第二端以及pnp三极管的发射极连接芯片供电电压，pnp三极管的集电极作为所述驱动电压输出端连接至pwm控制芯片的供电电源端。

10、优选的，所述pwm保护电路包括pwm控制芯片及驱动电阻；所述pwm控制芯片的供电电源端接收所述驱动电压；所述pwm控制芯片pwm输出端连接驱动电阻的第一端，驱动电阻的第二端作为输出端连接功率电路输入端。

11、优选的，所述功率电路包括功率mosfet管以及变压器原边线圈，所述功率mosfet管的漏极作为功率电路输入端，所述功率电路功率mosfet管的漏极连接变压器原边线圈的第一端，所述变压器原边线圈的第二端作为功率正极。

12、优选的，所述功率电路功率mosfet管的源极接地。

13、优选的，所述pwm控制芯片的电感电流采样输入端悬空，所述pwm控制芯片的地线端接地。

14、优选的，所述pwm控制芯片的型号是uc3842b。

15、优选的，所述第一电阻阻值10kω，第二电阻阻值5.1kω，第三电阻阻值10kω，第四电阻阻值10kω，第五电阻阻值5.1kω。

16、本发明还提出一种电源故障保护方法，包括：当电源保护电路的光耦(op1)没有检测到故障信号时，所述电源保护电路的驱动电压输出端向pwm控制芯片输出驱动电压，pwm控制芯片输出端向功率电路输入pwm信号，功率电路的功率正极输出信号；当电源保护电路的光耦检测到故障信号时，所述电源保护电路的驱动电压输出端截止向pwm控制芯片输出驱动电压，pwm控制芯片输出端截止向功率电路输入pwm信号，功率电路的功率正极停止输出信号。

17、本发明提出的一种故障保护电路及方法，相比现有技术具有如下优点：

18、(1)本发明将通过简单的电阻及三极管电路搭建，实现了对故障时对pwm控制芯片供电电源的切除控制，硬件电路实施简单方便；

19、(2)本发明在原有封锁pwm驱动信号的基础上实施对控制电源的切除，实现了系统的双重保护，极大提高了系统整体可靠性。

技术特征：

1.一种电源故障保护电路，其特征在于，包括：电源保护电路、pwm保护电路和功率电路；其中，

2.根据权利要求1所述电源故障保护电路，其特征在于，所述电源保护电路检测故障信号具体包括：

3.根据权利要求1所述电源故障保护电路，其特征在于，所述光耦(op1)包括原边发光二极管和副边光敏三极管，所述开关模块包括光第一电阻(r1)、第二电阻(r2)、第三电阻(r3)、第四电阻(r4)、第五电阻(r5)、npn三极管(q1)和pnp三极管(q2)；

4.根据权利要求2所述电源故障保护电路，其特征在于，所述pwm保护电路包括pwm控制芯片及驱动电阻(rg)；

5.根据权利要求3所述电源故障保护电路，其特征在于，所述功率电路包括功率mosfet管(q)以及变压器(t)原边线圈，所述功率mosfet管(q)的漏极(d)作为功率电路输入端，所述功率电路功率mosfet管(q)的漏极连接变压器原边线圈的第一端(1)，所述变压器原边线圈的第二端(2)作为功率正极(p+)。

6.根据权利要求3所述电源故障保护电路，其特征在于，所述功率电路功率mosfet管(q)的源极接地。

7.根据权利要求3所述电源故障保护电路，其特征在于，所述pwm控制芯片的电感电流采样输入端悬空，所述pwm控制芯片的地线端接地。

8.根据权利要求3所述电源故障保护电路，其特征在于，所述pwm控制芯片的型号是uc3842b。

9.根据权利要求2所述电源故障保护电路，其特征在于，所述第一电阻(r1)阻值10kω，第二电阻(r2)阻值5.1kω，第三电阻(r3)阻值10kω，第四电阻(r4)阻值10kω，第五电阻(r5)阻值5.1kω。

10.一种基于权利要求1-8任一项所述电源故障保护电路的保护方法，其特征在于，包括：

技术总结
一种电源故障保护电路及方法，包括：电源保护电路、PWM保护电路和功率电路；所述电源保护电路包括驱动电压输出端，所述功率电路包含功率正极(P+)；所述电源保护电路的驱动电压输出端连接所述PWM保护电路，所述PWM保护电路输出端连接功率电路输入端；所述电源保护电路检测故障信号并通过驱动电压输出端向所述PWM保护电路输出驱动电压，所述PWM保护电路输出端向所述功率电路输出PWM信号，功率电路的功率正极(P+)输出信号。本发明实现了变换器故障时的保护，有效提高了整个系统保护的可靠性。

技术研发人员：张德斌,马季军,吴鑫杰,石磊磊,贾航宇
受保护的技术使用者：上海空间电源研究所
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13