电路保护装置及其控制方法、设备、存储介质和产品与流程

专利2025-06-07  74


本申请涉及电源电路领域,尤其涉及一种电路保护装置及其控制方法、设备、存储介质和产品。


背景技术:

1、越来越多的电子设备接入电网,增大了电网的失真几率。为了缓解电网失真的影响,电源电路需要基于功率因数校正(power factor correction,pfc)电路来满足严格的功率因数标准。

2、相关技术中,功率因数校正最常用的拓扑是升压pfc,但宽禁带(wbg)半导体(如氮化镓(gan)、碳化硅(sic))的出现推动了图腾柱(totem-pole)pfc等无桥拓扑的应用。

3、图腾柱pfc因输出效率高等优点在对能效要求高的场合使用的越来越广泛,由于拓扑为上下桥结构,电路可靠性会受到开关器件的反向恢复延时的影响,过大的反向恢复延时会导致上下桥开关管在切换的时候出现直通短路的现象,例如,上开关管在反向恢复期间,如果下开关管突然开启,会造成上下桥直接短路的现象,存在相关器件被烧毁的风险,影响用电设备的运行可靠性。


技术实现思路

1、有鉴于此,本申请实施例提供了一种电路保护装置及其控制方法、设备、存储介质和产品,旨在对上下桥结构的开关器件进行防直通保护。

2、本申请实施例的技术方案是这样实现的:

3、第一方面,本申请实施例提供了一种电路保护装置,应用于pfc电路,所述pfc电路包括位于上桥的第一开关器件和位于下桥的第二开关器件,所述电路保护装置包括:

4、保护开关器件和扼流线圈,所述保护开关器件和所述扼流线圈设置于所述第二开关器件与所述pfc电路的负极输出端之间;

5、电压检测模块,用于检测所述扼流线圈两端的电压检测值;

6、第一驱动模块,连接所述保护开关器件的驱动端,用于驱动所述保护开关器件导通或者关断;

7、第二驱动模块,连接所述pfc电路的开关器件的驱动电源电路,用于调节所述pfc电路的开关器件的驱动电压;

8、控制器,连接所述电压检测模块、所述第一驱动模块和所述第二驱动模块,用于基于所述电压检测值,控制所述第一驱动模块和/或所述第二驱动模块的运行状态。

9、在一些实施方案中,所述控制器基于所述电压检测值,控制所述第一驱动模块和/或第二驱动模块的运行状态,包括:

10、若确定所述电压检测值大于或等于设定电压阈值,则控制所述第一驱动模块关断所述保护开关管和/或控制所述第二驱动模块增大所述pfc电路的开关器件的驱动电压。

11、在一些实施方案中,所述pfc电路为图腾柱pfc电路,所述图腾柱pfc电路中的所述第一开关器件和所述第二开关器件构成快速切换分支,所述驱动电源电路至少包括:供电给所述第一开关器件的驱动器的第一电源线路和供电给所述第二开关器件的驱动器的第二电源线路,所述第二驱动模块用于基于输出占空比,调节所述第一电源线路和所述第二电压线路的输出电压。

12、在一些实施方案中,所述图腾柱pfc电路还包括位于上桥的第三开关器件和位于下桥的第四开关器件,所述第三开关器件和所述第四开关器件构成慢速切换分支,所述第四开关器件与所述第二开关器件共用所述第二电源线路,所述驱动电源电路还包括:供电给所述第三开关器件的第三电源线路,所述第二驱动模块基于所述输出占空比,还调节所述第三电源线路的输出电压。

13、在一些实施方案中,所述扼流线圈的电感量基于所述pfc电路的开关器件的电气参数确定。

14、第二方面,本申请实施例提供了一种如第一方面所述的电路保护装置的控制方法,所述方法包括:

15、获取所述扼流线圈两端的电压检测值;

16、基于所述电压检测值和设定电压阈值的比较,确定所述pfc电路的过流检测结果;

17、基于所述过流检测结果,控制所述第一驱动模块和/或所述第二驱动模块的运行状态。

18、在一些实施方案中,所述基于所述电压检测值和设定电压阈值的比较,确定所述pfc电路的过流检测结果,包括:

19、若确定所述电压检测值大于或等于第一设定电压阈值且小于第二设定电压阈值,则确定所述pfc电路的过流检测结果为第一过流检测结果;

20、若确定所述电压检测值大于或等于第二设定电压阈值,则确定所述pfc电路的过流检测结果为第二过流检测结果;

21、其中,所述第一设定电压阈值小于所述第二设定电压阈值。

22、在一些实施方案中,所述基于所述过流检测结果,控制所述第一驱动模块和/或所述第二驱动模块的运行状态,包括:

23、响应于所述第一过流检测结果,增大所述第二驱动模块的输出占空比;

24、响应于所述第二过流检测结果,增大所述第二驱动模块的输出占空比,并控制所述第一驱动模块关断所述保护开关管。

25、在一些实施方案中,所述方法还包括:

26、监测所述第一过流检测结果的持续时长,若所述持续时长达到设定时长,则控制所述第一驱动模块关断所述保护开关管。

27、第三方面,本申请实施例提供了一种如本申请实施例第一方面所述的电路保护装置,所述控制器配置为执行第二方面所述方法的步骤。

28、第四方面,本申请实施例提供了一种电子设备,包括:pfc电路和本申请实施例第一方面所述的电路保护装置,所述控制器配置为执行第二方面所述方法的步骤。

29、第五方面,本申请实施例提供了一种存储介质,所述存储介质上存储有计算机程序,所述计算机程序被处理器执行时,实现本申请实施例第二方面所述方法的步骤。

30、第六方面,本申请实施例提供了一种计算机程序产品,包括计算机程序,所述计算机程序在被处理器执行时,实现本申请实施例第二方面所述方法的步骤。

31、本申请实施例提供的电路保护装置,应用于pfc电路,pfc电路包括位于上桥的第一开关器件和位于下桥的第二开关器件,该电路保护装置包括:保护开关器件、扼流线圈、电压检测模块、第一驱动模块、第二驱动模块和控制器。保护开关器件和扼流线圈设置于第二开关器件与pfc电路的负极输出端之间;电压检测模块用于检测扼流线圈两端的电压检测值;第一驱动模块连接保护开关器件的驱动端,用于驱动保护开关器件导通或者关断;第二驱动模块连接pfc电路的开关器件的驱动电源电路,用于调节pfc电路的开关器件的驱动电压;控制器连接电压检测模块、第一驱动模块和第二驱动模块,用于基于电压检测值,控制第一驱动模块和第二驱动模块的运行状态。由于该扼流线圈可以有效抑制短路电流的上升速度,可以有效防止pfc电路的相关器件被瞬间击穿;此外,基于扼流线圈两端的电压检测值可以确定pfc电路的过流情况,并基于该电压检测值控制第一驱动模块和/或第二驱动模块的运行状态,可以有效对pfc电路中上下桥结构的开关器件进行防直通保护,避免开关器件的反向恢复时延对电路运行可靠性的影响,增强用电设备的安全性。



技术特征:

1.一种电路保护装置,其特征在于,应用于功率因数校正pfc电路,所述pfc电路包括位于上桥的第一开关器件和位于下桥的第二开关器件,所述电路保护装置包括:

2.根据权利要求1所述的电路保护装置,其特征在于,所述控制器基于所述电压检测值,控制所述第一驱动模块和/或第二驱动模块的运行状态,包括:

3.根据权利要求1所述的电路保护装置,其特征在于,所述pfc电路为图腾柱pfc电路,所述图腾柱pfc电路中的所述第一开关器件和所述第二开关器件构成快速切换分支,所述驱动电源电路至少包括:供电给所述第一开关器件的驱动器的第一电源线路和供电给所述第二开关器件的驱动器的第二电源线路,所述第二驱动模块用于基于输出占空比,调节所述第一电源线路和所述第二电压线路的输出电压。

4.根据权利要求3所述的电路保护装置,其特征在于,所述图腾柱pfc电路还包括位于上桥的第三开关器件和位于下桥的第四开关器件,所述第三开关器件和所述第四开关器件构成慢速切换分支,所述第四开关器件与所述第二开关器件共用所述第二电源线路,所述驱动电源电路还包括:供电给所述第三开关器件的第三电源线路,所述第二驱动模块基于所述输出占空比,还调节所述第三电源线路的输出电压。

5.根据权利要求1所述的电路保护装置,其特征在于,

6.一种如权利要求1至5任一项所述的电路保护装置的控制方法,其特征在于,所述方法包括:

7.根据权利要求6所述的方法,其特征在于,所述基于所述电压检测值和设定电压阈值的比较,确定所述pfc电路的过流检测结果,包括:

8.根据权利要求7所述的方法,其特征在于,所述基于所述过流检测结果,控制所述第一驱动模块和/或所述第二驱动模块的运行状态,包括:

9.根据权利要求8所述的方法,其特征在于,所述方法还包括:

10.一种如权利要求1至5任一项所述的电路保护装置,其特征在于,所述控制器配置为执行如权利要求6至9任一项所述方法的步骤。

11.一种电子设备,其特征在于,包括:pfc电路和如权利要求1至5任一项所述的电路保护装置,所述控制器配置为执行如权利要求6至9任一项所述方法的步骤。

12.一种存储介质,所述存储介质上存储有计算机程序,其特征在于,所述计算机程序被处理器执行时,实现权利要求6至9任一项所述方法的步骤。

13.一种计算机程序产品,包括计算机程序,其特征在于,所述计算机程序在被处理器执行时,实现权利要求6至9任一项所述方法的步骤。


技术总结
本申请公开了一种电路保护装置及其控制方法、设备、存储介质和产品。电路保护装置应用于PFC电路,PFC电路包括位于上桥的第一开关器件和位于下桥的第二开关器件,该电路保护装置包括:保护开关器件、扼流线圈、电压检测模块、第一驱动模块、第二驱动模块和控制器。保护开关器件和扼流线圈设置于第二开关器件与PFC电路的负极输出端之间;电压检测模块用于检测扼流线圈两端的电压检测值;第一驱动模块用于驱动保护开关器件导通或者关断;第二驱动模块用于调节PFC电路的开关器件的驱动电压;控制器用于基于电压检测值,控制第一驱动模块和第二驱动模块的运行状态。可以实现PFC电路中上下桥结构的开关器件的防直通保护。

技术研发人员:苏兆华
受保护的技术使用者:佛山市顺德区美的电子科技有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/11/11
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