一种用于应对雷击事件的保护电路及保护方法与流程

本申请属于电力电子，尤其涉及电路保护领域，具体地讲，涉及一种用于应对雷击事件的保护电路及保护方法。

背景技术：

1、随着开关电源对高效率和高功率密度的追求，业内普遍采用totem-pole pfc(图腾柱功率因数校正器)结构或者有源桥结构来代替传统的如图1所示的二极管整流桥结构，然而在totem-pole pfc结构或者有源桥结构中，易发生雷击事件，导致器件因共通而损毁。目前通过电流检测的方式，例如，在totem-pole pfc结构或者有源桥结构设置电流检测器，来确定电流是否大于预设电流阈值，从而确定器件是否因存在雷击事件而共通。

2、然而，上述电流检测的方法快速度受到电流检测器带宽的影响；准确度受到预设电流阈值设定的影响，原因是共通事件仅仅是造成电流增大的原因之一，如果预设电流阈值设定的比较低，很容易造成误判，而把其他原因造成的电流增大判断为共通事件；如果预设电流阈值设定的比较高，虽然可以降低误判的几率，但代价是在共通事件中，器件会承受比较大的冲击。由此，亟需一种用于应对雷击事件的保护电路及保护方法。

技术实现思路

1、针对现有技术中存在的至少一个问题，本申请提供一种用于应对雷击事件的保护电路及保护方法，能够准确检测到雷击事件并对其进行处理，提高电路的安全性。

2、根据本申请的第一个方面，提供了一种用于应对雷击事件的保护电路，包括：检测单元、功率因数校正单元、比较单元、执行单元和母线电容，其中：

3、所述检测单元的一端与火线连接，所述检测单元的另一端与所述母线电容的接地线连接，用于输出一电压检测信号至所述比较单元，其中，所述电压检测信号用于表征所述火线对所述接地线之间的电压变化率；

4、所述比较单元与所述检测单元的输出端连接，用于根据所述电压检测信号和一预设电压阈值，确定所述功率因数校正单元是否发生雷击事件；

5、所述执行单元的输入端与所述比较单元的输出端连接，所述执行单元的输出端与所述功率因数校正单元连接，用于当发生所述雷击事件时，对所述功率因数校正单元执行保护操作，直至消除所述雷击事件。

6、在本实施例的一些可选方式中，所述检测单元包括检测电容和检测电阻，所述电压检测信号用于表征所述检测电阻两端的检测电压，其中：

7、所述检测电容的第一端与所述火线连接，所述检测电容的第二端与所述检测电阻的第一端连接；

8、所述检测电阻的第二端接地，其中，所述检测单元的输出端设置所述检测电容的第二端和所述检测电阻的第一端之间。

9、在本实施例的一些可选方式中，所述比较单元的正极输入端与所述检测单元的输出端连接，用于接收所述电压检测信号；所述比较单元的负极输入端用于输入所述预设电压阈值；

10、当所述检测电压大于所述预设电压阈值时，所述比较单元具体用于确定所述功率因数校正单元发生雷击事件，并输出高电平信号至所述执行单元；

11、当所述检测电压小于等于所述预设电压阈值，所述比较单元具体用于确定所述功率因数校正单元未发生雷击事件，并输出低电平信号至所述执行单元。

12、在本实施例的一些可选方式中，所述功率因数校正单元包括第一二极管、第二二极管、电感、第一功率管、第二功率管、第三功率管以及第四功率管，其中：

13、所述第一二极管的正极与所述电感的第一端和所述第二二极管的负极连接；

14、所述第一二极管的负极与所述第一功率管的漏极、所述第三功率管的漏极和所述母线电容的第一端连接；

15、所述第二二极管的负极、所述第二功率管的源极、所述第四功率管的源极以及所述母线电容的第二端接地；

16、所述第一功率管的源极和所述第二功率管的漏极与所述电感的第二端连接；

17、所述第三功率管的栅极和所述第四功率管的栅极与所述执行单元的输出端连接；

18、其中，所述第一二极管的正极和所述电感的第一端与所述火线连接；所述第三功率管的源极和所述第四功率管的漏极连接零线。

19、在本实施例的一些可选方式中，所述执行单元为非门电路，其中：

20、所述非门电路的输入端与所述比较单元的输出端连接，用于接收所述高电平信号或所述低电平信号；所述非门电路的输出端与所述第三功率管的栅极和所述第四功率管的栅极连接，用于向所述第三功率管和所述第四功率管输出栅极信号。

21、在本实施例的一些可选方式中，所述执行单元具体用于：

22、根据所述高电平信号，生成所述栅极控制信号；

23、根据所述栅极控制信号，在预设时间内关断所述第三功率管和所述第四功率管，直至消除所述雷击事件。

24、在本实施例的一些可选方式中，所述第一功率管、第二功率管、第三功率管以及第四功率管的晶体管类型是nmos。

25、根据本申请的第二个方面，还提供了基于前述保护电路应对雷击事件的保护方法，包括：

26、所述检测单元输出一电压检测信号至所述比较单元，其中，所述电压检测信号用于表征所述火线对所述接地线之间的电压变化率；

27、所述比较单元根据所述电压检测信号和一预设电压阈值，确定所述功率因数校正单元是否发生雷击事件；

28、当发生所述雷击事件时，所述执行单元对所述功率因数校正单元执行保护操作，直至消除所述雷击事件。

29、在本实施例的一些可选方式中，所述比较单元根据所述电压检测信号和一预设电压阈值，确定功率因数校正单元是否发生雷击事件，包括：

30、当所述电压检测信号对应的检测电压大于预设电压阈值时，所述比较单元确定所述功率因数校正单元发生雷击事件，并输出高电平信号至所述执行单元；

31、当所述电压检测信号对应的检测电压小于等于所述预设电压阈值，所述比较单元确定所述功率因数校正单元未发生雷击事件，并输出低电平信号至所述执行单元。

32、在本实施例的一些可选方式中，所述执行单元所述对所述功率因数校正单元执行保护操作，直至消除所述雷击事件，包括：

33、所述执行单元根据所述高电平信号，生成栅极控制信号；

34、所述执行单元根据所述栅极控制信号，在预设时间内关断第三功率管和第四功率管，直至消除所述雷击事件。

35、本申请提供的一种用于应对雷击事件的保护电路及保护方法，通过比较检测电压与预设电压阈值，能够及时检测雷击事件，并在雷击事件发生后，关闭慢桥臂功率管，最终提高电路的安全性。

技术特征：

1.一种用于应对雷击事件的保护电路，其特征在于，包括检测单元、功率因数校正单元、比较单元、执行单元和母线电容，其中：

2.根据权利要求1所述的保护电路，其特征在于，所述检测单元包括检测电容和检测电阻，所述电压检测信号用于表征所述检测电阻两端的检测电压，其中：

3.根据权利要求2所述的保护电路，其特征在于，所述比较单元的正极输入端与所述检测单元的输出端连接，用于接收所述电压检测信号；所述比较单元的负极输入端用于输入所述预设电压阈值；

4.根据权利要求3所述的保护电路，其特征在于，所述功率因数校正单元包括第一二极管、第二二极管、电感、第一功率管、第二功率管、第三功率管以及第四功率管，其中：

5.根据权利要求4所述的保护电路，其特征在于，所述执行单元为非门电路，其中：

6.根据权利要求5所述的保护电路，其特征在于，所述执行单元具体用于：

7.根据权利要求4-6任一项所述的保护电路，其特征在于，所述第一功率管、第二功率管、第三功率管以及第四功率管的晶体管类型是nmos。

8.一种基于权利要求1-7任一项所述的保护电路应对雷击事件的保护方法，其特征在于，包括：

9.根据权利要求8所述的保护方法，其特征在于，所述比较单元根据所述电压检测信号和一预设电压阈值，确定功率因数校正单元是否发生雷击事件，包括：

10.根据权利要求9所述的保护方法，其特征在于，所述执行单元所述对所述功率因数校正单元执行保护操作，直至消除所述雷击事件，包括：

技术总结本申请提供了一种用于应对雷击事件的保护电路及保护方法，涉及电力电子技术领域，包括：检测单元、功率因数校正单元、比较单元、执行单元和母线电容，其中：检测单元的一端与火线连接，检测单元的另一端与母线电容的接地线连接，用于输出一电压检测信号至比较单元，其中，电压检测信号用于表征火线对接地线之间的电压变化率；比较单元与检测单元的输出端连接，用于根据电压检测信号和一预设电压阈值，确定功率因数校正单元是否发生雷击事件；执行单元的输入端与比较单元的输出端连接，执行单元的输出端与功率因数校正单元连接，用于当发生雷击事件时，对功率因数校正单元执行保护操作，直至消除所述雷击事件。技术研发人员：王越天,宋海斌,徐海瑞受保护的技术使用者：上海安世博能源科技有限公司技术研发日：技术公布日：2024/11/18