2018-05-13 16:26:40
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    逆变器的过流短路保护电路的设计:QGk家用光伏发电DIY

    大家知道,逆变器的过流短路保护电路在逆变器的安全中是至关重要的,如果没有过流短路保护逆变器很可能会因为过流短路而烧毁。QGk家用光伏发电DIY

    下面先来分析一下负载的特性,现实生活中的负载大多数是冲击性负载,例如炽灯泡,在冷态时的电阻要比点亮时低很多,像电脑,电视机等整流性负载,由于输入的交流电经过整流后要用一个比较大的电容滤波,因而冲击电流比较大。还有冰箱等电机感性负载,电机从静止到正常转动也需要用电力产生比较大的转矩因而起动电流也比较大。QGk家用光伏发电DIY

    如果我们的逆变器只能设定一个能长期工作的额定输出功率的话,在起动功率大于这个额定输出功率的负载就不能起动了,这就需要按照起动功率来配备逆变器了,这显然是一种浪费。实际中,我们在设计过流短路保护电路时我们会设计两个保护点,额定功率和峰值功率。一般峰值功率设定为额定功率2-3倍。时间上额定功率是长时间工作不会保护的,峰值功率一般只维持到几秒就保护了。下面以过流短路保护电路为例讲解下:QGk家用光伏发电DIY

    1-5
    图5

    R5为全桥高压逆变MOS管源极的高压电流取样电阻,我们可以这么理解,高压电流的大小基本上决定了输出功率的大小,所以我们用R5检测高压电流的大小。图5中LM339的两个比较器单元我们分别用来做过流和短路检测。QGk家用光伏发电DIY

    先看由IC3D及其外围元件组成的过流保护电路,IC3D的8脚设定一个基准电压,由R33、VR4、R56、R54分压决定其值U8=5*(R33+VR4)/(R33+VR4+R56+R54)。当R5上的电压经过R24、C17延时后超过8脚电压14脚输出高电平通过D7隔离到IC3B的5脚。4脚兼做电池欠压保护,正常时5脚电压低于4脚,过流后5脚电压高于4脚,2脚输出高电平控制后级的高压MOS关断,当然也可以控制前级的MOS一起关断。D8的作用是过流短路或电池欠压后正反馈锁定2脚为高电平。QGk家用光伏发电DIY

    再看IC3C组成的短路保护电路,原理和过流保护差不多,只是延时的时间比较短,C19的容量很小,加上LM339的速度很快,可以实现短路保护在几个微秒内关断,有效地保护了高压MOS管的安全。顺便说的一点是短路保护点要根据MOS管的ID,安全区域和回路杂散电阻等参数设计。一般来说电流在ID以内,动作时间在30微秒以内是比较安全的。QGk家用光伏发电DIY

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