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专利名称 | 隔离式功率转换器的短路保护系统及方法 |
申请号 | CN201210064802.X | 申请日期 | 2012-03-13 |
法律状态 | 授权 | 申报国家 | 暂无 |
公开/公告日 | 2012-07-25 | 公开/公告号 | CN102611079A |
优先权 | 暂无 | 优先权号 | 暂无 |
主分类号 | H02H7/10 | IPC分类号 | H;0;2;H;7;/;1;0;;;H;0;2;H;3;/;0;8查看分类表>
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申请人 | 华为技术有限公司 | 申请人地址 | 广东省深圳市龙岗区坂田华为总部办公楼
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权利人 | 华为技术有限公司 | 当前权利人 | 华为技术有限公司 |
发明人 | 徐金柱 |
代理机构 | 北京中博世达专利商标代理有限公司 | 代理人 | 申健 |
摘要
本发明实施例公开了一种隔离式功率转换器的短路保护系统及方法,涉及电子电路领域,能够实现当隔离式功率转换器的负载电路短路时,迅速实现对所述隔离式功率转换器保护,大大提高了所述隔离式功率转换器的可靠性。一种隔离式功率转换器的短路保护系统,所述隔离式功率转换器包括:输入源、电子开关以及通过所述电子开关与所述输入源连接的变压器,所述隔离式功率转换器的短路保护系统包括:短路检测模块,用于当检测到所述隔离式功率转换器的负载电路短路时,向所述控制模块发送短路信号;控制模块,当接收到来自所述短路检测模块的短路信号时,根据所述短路信号保护所述隔离式功率转换器。
1.一种隔离式功率转换器的短路保护系统,所述隔离式功率转换器包括:输入源、电子开关以及通过所述电子开关与所述输入源连接的变压器,其特征在于,所述隔离式功率转换器的短路保护系统包括:
短路检测模块,用于当检测到所述隔离式功率转换器的负载电路短路时,向控制模块发送短路信号;
控制模块,当接收到来自所述短路检测模块的短路信号时,控制所述电子开关断开所述变压器与所述输入源的连接;
所述短路检测模块包括:
设置于所述变压器的原边或副边的附加绕组;
采样滤波子模块,用于采样滤波所述附加绕组的实际输出电压或实际输出电流;
整流子模块,用于对附加绕组的实际输出电压或实际输出电流进行整流;
判断子模块,用于当判断到经过整流的实际输出电压小于或等于所述附加绕组的输出电压的预设值时,向所述控制模块发送短路信号;或
用于当判断到经过整流的实际输出电流大于或等于所述附加绕组的输出电流的预设值时,向所述控制模块发送短路信号。
2.根据权利要求1所述的系统,其特征在于,
当所述附加绕组设置于所述变压器的原边时,所述附加绕组的一端与所述变压器的原边共地。
3.根据权利要求1所述的系统,其特征在于,
当所述附加绕组设置于所述变压器的副边时,所述附加绕组的一端与所述变压器的副边共地。
4.一种隔离式功率转换器的短路保护方法,所述隔离式功率转换器包括:输入源、电子开关以及通过所述电子开关与所述输入源连接的变压器,其特征在于,所述变压器的原边或副边设有附加绕组,所述方法包括:
当短路检测模块检测到所述隔离式功率转换器的负载电路短路时,向控制模块发送短路信号;
当控制模块接收到来自所述短路检测模块的短路信号时,控制所述电子开关断开所述变压器与所述输入源的连接;
当短路检测模块检测到所述隔离式功率转换器的负载电路短路时,向控制模块发送短路信号具体为:
当判断子模块判断到经过短路检测模块中的整流子模块整流的实际输出电压小于或等于所述附加绕组的输出电压的预设值时,向所述控制模块发送短路信号;或当判断子模块判断到经过短路检测模块中的整流子模块整流的实际输出电流大于或等于所述附加绕组的输出电流的预设值时,向所述控制模块发送短路信号。
隔离式功率转换器的短路保护系统及方法\n技术领域\n[0001] 本发明涉及电子电路领域,尤其涉及一种隔离式功率转换器的短路保护系统及方法。\n背景技术\n[0002] 隔离式功率转换器的特征是可以在其输入电路和输出电路之间提供电流隔离,也就是说,不存在允许电流从隔离式功率转换器的输入侧流向输出侧的电流路径。通常,隔离式功率转换器包括诸如变压器等的能量传递元件,以将隔离式功率转换器的输入侧与输出侧电流隔离。\n[0003] 发明人在实现本发明的过程中发现,当隔离式功率转换器的输出侧的负载电路短路时,隔离式功率转换器的输入端的电子开关易被瞬间流过的大电流击穿而损坏。\n发明内容\n[0004] 本发明所要解决的技术问题在于提供一种隔离式功率转换器的短路保护系统及方法,能够实现当隔离式功率转换器的负载电路短路时,迅速实现对所述隔离式功率转换器保护,大大提高了所述隔离式功率转换器的可靠性。\n[0005] 为解决上述技术问题,本发明隔离式功率转换器的短路保护系统及方法采用如下技术方案:\n[0006] 一种隔离式功率转换器的短路保护系统,所述隔离式功率转换器包括:输入源、电子开关以及通过所述电子开关与所述输入源连接的变压器,所述隔离式功率转换器的短路保护系统包括:\n[0007] 短路检测模块,用于当检测到所述隔离式功率转换器的负载电路短路时,向控制模块发送短路信号;\n[0008] 控制模块,当接收到来自所述短路检测模块的短路信号时,控制所述电子开关断开所述变压器与所述输入源的连接。\n[0009] 一种隔离式功率转换器的短路保护方法,所述隔离式功率转换器包括:输入源、电子开关以及通过所述电子开关与所述输入源连接的变压器,所述方法包括:\n[0010] 当短路检测模块检测到所述隔离式功率转换器的负载电路短路时,向控制模块发送短路信号;\n[0011] 当控制模块接收到来自所述短路检测模块的短路信号时,控制所述电子开关断开所述变压器与所述输入源的连接。\n[0012] 在本实施例的技术方案中,提供了一种隔离式功率转换器的短路保护系统,该隔离式功率转换器的短路保护系统包括:短路检测模块和控制模块。当所述隔离式功率转换器的负载电路短路时,短路检测模块能迅速检测到所述隔离式功率转换器的负载电路短路,并向所述控制模块发送短路信号,当所述控制模块接收到短路信号后,能够立即控制所述电子开关断开所述输入源与变压器之间的连接,迅速实现对所述隔离式功率转换器保护,大大降低了所述隔离式功率转换器的输入端的较为精密的电子开关被瞬间流过的大电流击穿而失效的可能性,降低了隔离式功率转换器的维护成本。\n附图说明\n[0013] 为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。\n[0014] 图1为本发明实施例中隔离式功率转换器的短路保护系统结构示意图;\n[0015] 图2为现有技术中变压器结构示意图;\n[0016] 图3为本发明实施例中短路检测模块结构示意图一;\n[0017] 图4为本发明实施例中短路检测模块结构示意图二;\n[0018] 图5为本发明实施例中隔离式功率转换器的短路保护方法流程图。\n具体实施方式\n[0019] 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,所描述的实施例是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做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。\n[0020] 实施例一\n[0021] 本发明实施例提供一种隔离式功率转换器的短路保护系统,如图1所示,所述隔离式功率转换器包括:输入源100、电子开关101以及通过所述电子开关101与所述输入源\n100连接的变压器102,所述隔离式功率转换器的短路保护系统包括:\n[0022] 短路检测模块200,用于当检测到所述隔离式功率转换器的负载电路103短路时,向控制模块201发送短路信号;\n[0023] 控制模块201,当接收到来自所述短路检测模块200的短路信号时,控制所述电子开关101断开所述变压器102与所述输入源100的连接。\n[0024] 隔离式功率转换器通过变压器102实现将隔离式功率转换器的输入侧与输出侧之间电流隔离,并在输入侧与输出侧之间传递能量。\n[0025] 变压器102是利用电磁感应原理传输电能或电信号的器件,它具有变压、变流和变阻抗的作用。变压器102的种类很多,应用十分广泛。比如在电力系统中用电力变压器\n102把发电机发出的电压升高后进行远距离输电,到达目的地后再用变压器102把电压降低以便用户使用,以此减少传输过程中电能的损耗;在电子设备和仪器中常用小功率输入源变压器102改变市电电压,再通过整流和滤波,得到电路所需要的直流电压;在放大电路中用耦合的变压器102传递信号或进行阻抗的匹配等等。\n[0026] 如图2所示,变压器102的主要部件是一个铁芯1020和套在铁芯上的两个绕组,绕组是变压器102的电路,一般用绝缘铜线或铝线(扁线或圆线)绕制而成。变压器102中与输入源100连接的绕组为原绕组1021,设置有原绕组1021的一侧称为原边,与负载电路103连接并向负载电路103提供能源的绕组为副绕组1022,设置有副绕组1022的一侧称为副边。其中,原绕组1021与副绕组1022之间只有磁耦合,没有电性连接。\n[0027] 变压器102工作时,在原绕组1021输入交变电压,产生交链原绕组1021与副绕组\n1022的交变磁通,副绕组1022将变换的交变磁通转变为与原绕组1021上的输入电压同频率的输出电压输出。\n[0028] 其中,副绕组1022的两端电压与原绕组1021的两端电压的比值等于副绕组1022的匝数与原绕组1021的匝数的比值,副绕组1022的输出电流与原绕组1021的输入电流的比值等于原绕组1021的匝数与副绕组1022的匝数的比值。\n[0029] 故而,当负载电路103短路时,副绕组1022上会流过瞬间大电流,由于副绕组1022的输出电流与原绕组1021的输入电流的比值等于原绕组1021的匝数与副绕组1022的匝数的比值,则原绕组1021很可能也流过瞬间大电流,由于变压器102的原绕组1021通过电子开关101与输入源100连接,而电子开关101通常较为精密,允许流经的最大电流较小,电子开关101很可能被瞬间大电流击穿导致损坏。\n[0030] 在本发明实施例中,当所述隔离式功率转换器的负载电路103短路时,短路检测模块200迅速检测该情况,并向所述控制模块201发送短路信号,控制模块201接收到来自短路检测模块200的短路信号后,能够迅速控制电子开关101停止工作以断开所述输入源\n100与变压器102之间的连接,大大降低了所述隔离式功率转换器的输入端的较为精密的电子开关101被瞬间流过的大电流击穿的可能性。\n[0031] 在本实施例的技术方案中,提供了一种隔离式功率转换器的短路保护系统,该隔离式功率转换器的短路保护系统包括:短路检测模块和控制模块。当所述隔离式功率转换器的负载电路短路时,短路检测模块能迅速检测到所述隔离式功率转换器的负载电路短路,并向所述控制模块发送短路信号,当所述控制模块接收到短路信号后,能够立即控制所述电子开关断开所述输入源与变压器之间的连接,迅速实现对所述隔离式功率转换器保护,大大降低了所述隔离式功率转换器的输入端的较为精密的电子开关被瞬间流过的大电流击穿而失效的可能性,降低了隔离式功率转换器的维护成本。\n[0032] 实施例二\n[0033] 本发明实施例提供一种隔离式功率转换器的短路保护系统,如图1所示,所述隔离式功率转换器包括:输入源100、电子开关101以及通过所述电子开关101与所述输入源\n100连接的变压器102,所述隔离式功率转换器的短路保护系统包括:\n[0034] 短路检测模块200,用于当检测到所述隔离式功率转换器的负载电路103短路时,向控制模块201发送短路信号;\n[0035] 控制模块201,当接收到来自所述短路检测模块200的短路信号时,控制所述电子开关101断开所述变压器102与所述输入源100的连接。\n[0036] 隔离式功率转换器通过变压器102实现将隔离式功率转换器的输入侧与输出侧之间电流隔离,并在输入侧与输出侧之间传递能量。\n[0037] 变压器102是利用电磁感应原理传输电能或电信号的器件,它具有变压、变流和变阻抗的作用。变压器102的种类很多,应用十分广泛。比如在电力系统中用电力变压器\n102把发电机发出的电压升高后进行远距离输电,到达目的地后再用变压器102把电压降低以便用户使用,以此减少传输过程中电能的损耗;在电子设备和仪器中常用小功率输入源变压器102改变市电电压,再通过整流和滤波,得到电路所需要的直流电压;在放大电路中用耦合的变压器102传递信号或进行阻抗的匹配等等。\n[0038] 如图2所示,变压器102的主要部件是一个铁芯1020和套在铁芯上的两个绕组,绕组是变压器102的电路,一般用绝缘铜线或铝线(扁线或圆线)绕制而成。变压器102中与输入源100连接的绕组为原绕组1021,设置有原绕组1021的一侧称为原边,与负载电路103连接并向负载电路103提供能源的绕组为副绕组1022,设置有副绕组1022的一侧称为副边。其中,原绕组1021与副绕组1022之间只有磁耦合,没有电性连接。\n[0039] 变压器102工作时,在原绕组1021输入交变电压,产生交链原绕组1021与副绕组\n1022的交变磁通,副绕组1022将变换的交变磁通转变为与原绕组1021上的输入电压同频率的输出电压输出。\n[0040] 其中,副绕组1022的两端电压与原绕组1021的两端电压的比值等于副绕组1022的匝数与原绕组1021的匝数的比值,副绕组1022的输出电流与原绕组1021的输入电流的比值等于原绕组1021的匝数与副绕组1022的匝数的比值。\n[0041] 故而,当负载电路103短路时,副绕组1022上会流过瞬间大电流,由于副绕组1022的输出电流与原绕组1021的输入电流的比值等于原绕组1021的匝数与副绕组1022的匝数的比值,则原绕组1021很可能也流过瞬间大电流,由于变压器102的原绕组1021通过电子开关101与输入源100连接,而电子开关101通常较为精密,允许流经的最大电流较小,电子开关101很可能被瞬间大电流击穿导致损坏。\n[0042] 在本发明实施例中,当所述隔离式功率转换器的负载电路103短路时,短路检测模块200迅速检测该情况,并向所述控制模块201发送短路信号,控制模块201接收到来自短路检测模块200的短路信号后,能够迅速控制电子开关101停止工作以断开所述输入源\n100与变压器102之间的连接,大大降低了所述隔离式功率转换器的输入端的较为精密的电子开关被瞬间流过的大电流击穿的可能性。\n[0043] 其中,如图3所示,所述短路检测模块200包括:\n[0044] 设置于所述变压器102的原边或副边的附加绕组2000;\n[0045] 判断子模块2001,用于当判断所述附加绕组2000的实际输出电压小于或等于所述附加绕组2000的输出电压的预设值时,向所述控制模块201发送短路信号。\n[0046] 在所述变压器102的原边或副边设置附加绕组2000,则当变压器102工作时,在原绕组1021输入交变电压,产生的交变磁通交链原绕组1021、副绕组1022以及附加绕组\n2000,副绕组1022和附加绕组2000的两端电压,即输出电压与原绕组1021的两端电压同一频率,并且副绕组1022的两端电压与原绕组1021的两端电压的比值等于副绕组1022的匝数与原绕组1021的匝数的比值,附加绕组2000的两端电压与原绕组1021的两端电压的比值等于副绕组1022的匝数与原绕组1021的匝数的比值。\n[0047] 当负载电路103短路时,副绕组1022上的两端电压受到短路的负载电路103的影响,迅速下降,受到副绕组1022上的两端电压的影响,原绕组1021的两端电压也迅速下降,进而,附加绕组2000的两端电压与原绕组1021一样迅速下降。\n[0048] 则当附加绕组2000的两端电压,即实际输出电压迅速下降,判断子模块2001判断所述附加绕组2000的实际输出电压小于或等于所述附加绕组2000的输出电压的预设值时,向所述控制模块201发送短路信号。\n[0049] 当所述控制模块201接收到来自所述短路检测模块200的短路信号时,控制模块\n201迅速控制电子开关101断开所述输入源100与所述变压器102的连接,大大降低了所述隔离式功率转换器的输入端的较为精密的电子开关被瞬间流过的大电流击穿的可能性。\n[0050] 另外,所述判断子模块2001也可用于当判断所述附加绕组2000的实际输出电流大于或等于所述附加绕组2000的输出电流的预设值时,向所述控制模块201发送短路信号。\n[0051] 前文中提到,其中,副绕组1022的两端电压与原绕组1021的两端电压的比值等于副绕组1022的匝数与原绕组1021的匝数的比值,副绕组1022的输出电流与原绕组1021的输入电流的比值等于原绕组1021的匝数与副绕组1022的匝数的比值。\n[0052] 同理,在所述变压器102的原边或副边设置附加绕组2000后,附加绕组2000的两端电压与原绕组1021的两端电压的比值等于附加绕组2000的匝数与原绕组1021的匝数的比值,附加绕组2000的输出电流与原绕组1021的输入电流的比值等于原绕组1021的匝数与附加绕组2000的匝数的比值。\n[0053] 故而,当负载电路103短路时,副绕组1022上会流过瞬间大电流,由于副绕组1022的输出电流与原绕组1021的输入电流的比值等于原绕组1021的匝数与副绕组1022的匝数的比值,则原绕组1021很可能也流过瞬间大电流,受到原绕组1021上流过的瞬间大电流的影响,所述附加绕组2000上也会流过瞬间大电流。此时所述判断子模块2001判断所述附加绕组2000的实际输出电流大于或等于所述附加绕组2000的输出电流的预设值,向所述控制模块201发送短路信号。\n[0054] 进一步的,如图4所示,所述短路检测模200还包括:\n[0055] 采样滤波子模块2002,用于采样滤波所述附加绕组2000的实际输出电压或实际输出电流。\n[0056] 整流子模块2003,用于对附加绕组2000的实际输出电压或实际输出电流进行整流。\n[0057] 采样滤波子模块2002与附加绕组2000连接,周期性采样所述附加绕组2000的实际输出电压或实际输出电流,由于附加绕组2000在工作中可能受到除原绕组1021产生的磁场外的其余磁场的影响,一般来说,还需采样滤波子模块2002对附加绕组2000的实际输出电压或实际输出电流进行滤波。\n[0058] 由于原绕组1021的输入电压为交变电压,则附加绕组2000的实际输出电压为与原绕组1021的输入电压频率相同的交变电压,为了使得判断子模块2001能够较为准确地判断负载电路103是否短路,需将附加绕组2000的实际输出电压转变为直流电压信号,则采样滤波子模块2002将采样自附加绕组2000的交变电压信号输入整流子模块2003,经过整流子模块2003的整流处理后,交变电压信号被转化为直流电压信号,判断子模块2001可将该直流电压信号与所述附加绕组2000的输出电压的预设值进行比较,当该直流电压信号大于所述附加绕组2000的输出电压的预设值时,判断子模块2001不向外输出信号,而当该直流电压信号小于或等于所述附加绕组2000的输出电压的预设值时,说明负载电路103短路,判断子模块2001向控制模块201发送短路信号,控制模块201接收到该短路信号后,立即控制电子开关101停止工作以断开所述输入源100与变压器102的连接。\n[0059] 一般来说,所述附加绕组2000的输出电压的预设值可为当负载电路103正常工作时,所述附加绕组2000的实际输出电压经过整流子模块2003处理后所得到的稳定的直流电压值。\n[0060] 需要说明的是,电压即为电势差,为了能够获得所述附加绕组2000的输出电压,一般来说,附加绕组2000的一端应接地。\n[0061] 故而,当所述附加绕组2000设置于所述变压器102的原边时,所述附加绕组2000的一端与所述变压器102的原边共地;\n[0062] 另一种情况,当所述附加绕组2000设置于所述变压器102的副边时,所述附加绕组2000的一端与所述变压器102的副边共地。\n[0063] 另外,当所述采样子模块2002用于采样所述附加绕组2000的实际输出电流时,由于原绕组1021的输入电压为交变电压,则附加绕组2000的实际输出电流为与原绕组1021的输入电压频率相同的交变电流,为了使得判断子模块2001能够较为准确地判断负载电路103是否短路,需将附加绕组2000的实际输出电流转变为直流电流信号,则采样滤波子模块2002将采样自附加绕组2000的交变电流信号输入整流子模块2003,经过整流子模块\n2003的整流处理后,交变电流信号被转化为直流电流信号。判断子模块2001可将该直流电流信号与所述附加绕组2000的输出电流的预设值进行比较,当该直流电流信号小于所述附加绕组2000的输出电流的预设值时,判断子模块2001不向外输出信号,而当该直流电流信号大于或等于所述附加绕组2000的输出电流的预设值时,说明负载电路103短路,判断子模块2001向控制模块201发送短路信号,控制模块201接收到该短路信号后,立即控制电子开关101停止工作以断开所述输入源100与变压器102的连接。\n[0064] 在本实施例的技术方案中,提供了一种隔离式功率转换器的短路保护系统,该隔离式功率转换器的短路保护系统包括:短路检测模块和控制模块。当所述隔离式功率转换器的负载电路短路时,短路检测模块能迅速检测到所述隔离式功率转换器的负载电路短路,并向所述控制模块发送短路信号,当所述控制模块接收到短路信号后,能够立即控制所述电子开关断开所述输入源与变压器之间的连接,迅速实现对所述隔离式功率转换器保护,大大降低了所述隔离式功率转换器的输入端的较为精密的电子开关被瞬间流过的大电流击穿而失效的可能性,降低了隔离式功率转换器的维护成本。\n[0065] 实施例三\n[0066] 本发明实施例提供一种隔离式功率转换器的短路保护方法,所述隔离式功率转换器包括:输入源100、电子开关101以及通过所述电子开关101与所述输入源连接的变压器\n102,如图5所示,该方法包括:\n[0067] 步骤S101、当短路检测模块200检测到所述隔离式功率转换器的负载电路103短路时,向控制模块201发送短路信号;\n[0068] 步骤S102、当控制模块201接收到来自所述短路检测模块200的短路信号时,控制所述电子开关101断开所述变压器102与所述输入源100的连接。\n[0069] 如图1所示,隔离式功率转换器通过变压器102实现将隔离式功率转换器的输入侧与输出侧之间电流隔离,并在输入侧与输出侧之间传递能量。\n[0070] 变压器102是利用电磁感应原理传输电能或电信号的器件,它具有变压、变流和变阻抗的作用。变压器102的种类很多,应用十分广泛。比如在电力系统中用电力变压器\n102把发电机发出的电压升高后进行远距离输电,到达目的地后再用变压器102把电压降低以便用户使用,以此减少传输过程中电能的损耗;在电子设备和仪器中常用小功率输入源变压器102改变市电电压,再通过整流和滤波,得到电路所需要的直流电压;在放大电路中用耦合的变压器102传递信号或进行阻抗的匹配等等。\n[0071] 如图2所示,变压器102的主要部件是一个铁芯1020和套在铁芯上的两个绕组,绕组是变压器102的电路,一般用绝缘铜线或铝线(扁线或圆线)绕制而成。变压器102中与输入源100连接的绕组为原绕组1021,设置有原绕组1021的一侧称为原边,与负载电路103连接并向负载电路103提供能源的绕组为副绕组1022,设置有副绕组1022的一侧称为副边。其中,原绕组1021与副绕组1022之间只有磁耦合,没有电性连接。\n[0072] 变压器102工作时,在原绕组1021输入交变电压,产生交链原绕组1021与副绕组\n1022的交变磁通,副绕组1022将变换的交变磁通转变为与原绕组1021上的输入电压同频率的输出电压输出。\n[0073] 其中,副绕组1022的两端电压与原绕组1021的两端电压的比值等于副绕组1022的匝数与原绕组1021的匝数的比值,副绕组1022的输出电流与原绕组1021的输入电流的比值等于原绕组1021的匝数与副绕组1022的匝数的比值。\n[0074] 故而,当负载电路103短路时,副绕组1022上会流过瞬间大电流,由于副绕组1022的输出电流与原绕组1021的输入电流的比值等于原绕组1021的匝数与副绕组1022的匝数的比值,则原绕组1021很可能也流过瞬间大电流,由于变压器102的原绕组1021通过电子开关101与输入源100连接,而电子开关101通常较为精密,允许流经的最大电流较小,电子开关101很可能被瞬间大电流击穿导致损坏。\n[0075] 在本发明实施例中,当所述隔离式功率转换器的负载电路103短路时,短路检测模块200迅速检测该情况,并向所述控制模块201发送短路信号,控制模块201接收到来自短路检测模块200的短路信号后,能够迅速控制电子开关101停止工作以断开所述输入源\n100与变压器102之间的连接,大大降低了所述隔离式功率转换器的输入端的较为精密的电子开关被瞬间流过的大电流击穿的可能性。\n[0076] 其中,如图3所示,所述短路检测模块200包括:\n[0077] 设置于所述变压器102的原边或副边的附加绕组2000;\n[0078] 判断子模块2001,用于当判断所述附加绕组的实际输出电压小于或等于所述附加绕组2000的输出电压的预设值时,向所述控制模块200发送短路信号。\n[0079] 在所述变压器102的原边或副边设置附加绕组2000,则当变压器102工作时,在原绕组1021输入交变电压,产生的交变磁通交链原绕组1021、副绕组1022以及附加绕组\n2000,副绕组1022和附加绕组2000的两端电压,即输出电压与原绕组1021的两端电压同一频率,并且副绕组1022的两端电压与原绕组1021的两端电压的比值等于副绕组1022的匝数与原绕组1021的匝数的比值,附加绕组2000的两端电压与原绕组1021的两端电压的比值等于副绕组1022的匝数与原绕组1021的匝数的比值。\n[0080] 当负载电路103短路时,副绕组1022上的两端电压受到短路的负载电路103的影响,迅速下降,受到副绕组1022上的两端电压的影响,原绕组1021的两端电压也迅速下降,进而,附加绕组2000的两端电压与原绕组1021一样迅速下降。\n[0081] 则当附加绕组2000的两端电压,即实际输出电压迅速下降,判断子模块2001判断所述附加绕组2000的实际输出电压小于或等于所述附加绕组2000的输出电压的预设值时,向所述控制模块201发送短路信号。\n[0082] 故而,步骤S102具体为:\n[0083] 当判断子模块2001判断所述附加绕组2000的实际输出电压小于所述附加绕组\n2000的输出电压的预设值时,向所述控制模块200发送短路信号。\n[0084] 当所述控制模块200接收到来自所述短路检测模块201的短路信号时,控制模块\n201迅速控制电子开关101断开所述输入源100与所述变压器102的连接,大大降低了所述隔离式功率转换器的输入端的较为精密的电子开关被瞬间流过的大电流击穿的可能性。\n[0085] 另外,前文中提到,其中,副绕组1022的两端电压与原绕组1021的两端电压的比值等于副绕组1022的匝数与原绕组1021的匝数的比值,副绕组1022的输出电流与原绕组\n1021的输入电流的比值等于原绕组1021的匝数与副绕组1022的匝数的比值。\n[0086] 同理,在所述变压器102的原边或副边设置附加绕组2000后,附加绕组2000的两端电压与原绕组1021的两端电压的比值等于附加绕组2000的匝数与原绕组1021的匝数的比值,附加绕组2000的输出电流与原绕组1021的输入电流的比值等于原绕组1021的匝数与附加绕组2000的匝数的比值。\n[0087] 故而,步骤S102也可具体为:\n[0088] 当判断子模块2001判断所述附加绕组2000的实际输出电流大于或等于所述附加绕组2000的输出电流的预设值时,向所述控制模块201发送短路信号。\n[0089] 当负载电路103短路时,副绕组1022上会流过瞬间大电流,由于副绕组1022的输出电流与原绕组1021的输入电流的比值等于原绕组1021的匝数与副绕组1022的匝数的比值,则原绕组1021很可能也流过瞬间大电流,受到原绕组1021上流过的瞬间大电流的影响,所述附加绕组2000上也会流过瞬间大电流。此时所述判断子模块2001判断所述附加绕组2000的实际输出电流大于或等于所述附加绕组2000的输出电流的预设值,向所述控制模块201发送短路信号。\n[0090] 进一步的,如图4所示,所述短路检测模块200还包括:\n[0091] 采样滤波子模块2002,用于采样滤波所述附加绕组2000的实际输出电压或实际输出电流。\n[0092] 整流子模块2003,用于对附加绕组2000的实际输出电压或实际输出电流进行整流。\n[0093] 采样滤波子模块2002与附加绕组2000连接,周期性采样所述附加绕组2000的实际输出电压或实际输出电流,由于附加绕组2000在工作中可能受到除原绕组1021产生的磁场外的其余磁场的影响,一般来说,还需采样滤波子模块2002对附加绕组2000的实际输出电压或实际输出电流进行滤波。\n[0094] 由于原绕组1021的输入电压为交变电压,则附加绕组2000的实际输出电压为与原绕组1021的输入电压频率相同的交变电压,为了使得判断子模块2001能够较为准确地判断负载电路103是否短路,需将附加绕组2000的实际输出电压转变为直流电压信号,则采样滤波子模块2002将采样自附加绕组2000的交变电压信号输入整流子模块2003,经过整流子模块2003的整流处理后,交变电压信号被转化为直流电压信号,判断子模块2001可将该直流电压信号与所述附加绕组2000的输出电压的预设值进行比较,当该直流电压信号大于所述附加绕组2000的输出电压的预设值时,判断子模块2001不向外输出信号,而当该直流电压信号小于或等于所述附加绕组2000的输出电压的预设值时,说明负载电路103短路,判断子模块2001向控制模块200发送短路信号,控制模块200接收到该短路信号后,立即控制电子开关101断开所述输入源100与变压器102的连接。\n[0095] 一般来说,所述附加绕组2000的输出电压的预设值可为当负载电路103正常工作时,所述附加绕组2000的实际输出电压经过整流子模块2003处理后所得到的稳定的直流电压值。\n[0096] 另外,当所述采样子模块2002用于采样所述附加绕组2000的实际输出电流时,由于原绕组1021的输入电压为交变电压,则附加绕组2000的实际输出电流为与原绕组1021的输入电压频率相同的交变电流,为了使得判断子模块2001能够较为准确地判断负载电路103是否短路,需将附加绕组2000的实际输出电流转变为直流电流信号,则采样滤波子模块2002将采样自附加绕组2000的交变电流信号输入整流子模块2003,经过整流子模块\n2003的整流处理后,交变电流信号被转化为直流电流信号。判断子模块2001可将该直流电流信号与所述附加绕组2000的输出电流的预设值进行比较,当该直流电流信号小于所述附加绕组2000的输出电流的预设值时,判断子模块2001不向外输出信号,而当该直流电流信号大于或等于所述附加绕组2000的输出电流的预设值时,说明负载电路103短路,判断子模块2001向控制模块201发送短路信号,控制模块201接收到该短路信号后,立即控制电子开关101停止工作以断开所述输入源100与变压器102的连接。\n[0097] 在本实施例的技术方案中,提供了一种隔离式功率转换器的短路保护方法,当所述隔离式功率转换器的负载电路短路时,短路检测模块能迅速检测到所述隔离式功率转换器的负载电路短路,并向所述控制模块发送短路信号,当所述控制模块接收到短路信号后,能够立即控制所述电子开关断开所述输入源与变压器之间的连接,迅速实现对所述隔离式功率转换器保护,大大降低了所述隔离式功率转换器的输入端的较为精密的电子开关被瞬间流过的大电流击穿而失效的可能性,降低了隔离式功率转换器的维护成本。\n[0098] 以上所述,仅为本发明的具体实施方式,但本发明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发明揭露的技术范围内,可轻易想到变化或替换,都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此,本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
法律信息
- 2021-11-23
专利权的转移
登记生效日: 2021.11.10
专利权人由华为技术有限公司变更为华为数字能源技术有限公司
地址由518129 广东省深圳市龙岗区坂田华为总部办公楼变更为518043 广东省深圳市福田区香蜜湖街道香安社区安托山六路33号安托山总部大厦A座研发39层01号
- 2015-01-21
- 2012-09-26
实质审查的生效
IPC(主分类): H02H 7/10
专利申请号: 201210064802.X
申请日: 2012.03.13
- 2012-07-25
引用专利(该专利引用了哪些专利)
序号 | 公开(公告)号 | 公开(公告)日 | 申请日 | 专利名称 | 申请人 | 该专利没有引用任何外部专利数据! |
被引用专利(该专利被哪些专利引用)
序号 | 公开(公告)号 | 公开(公告)日 | 申请日 | 专利名称 | 申请人 | 该专利没有被任何外部专利所引用! |