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車載逆變器將車內(nèi)的12V或24V的直流電通過(guò)逆變轉(zhuǎn)換成220V/50HZ或110V/60HZ的交流電，從而方便用戶在車內(nèi)使用需要交流供電的電器設(shè)備。有些電器設(shè)備，例如電源適配器，其內(nèi)部具有電解電容，而部分電源適配器所使用的電解電容較大(例如120uF)，上電后電解電容會(huì)經(jīng)歷一充電過(guò)程，而剛上電時(shí)由于電壓為零，將產(chǎn)生較大的瞬間沖擊電流。
為了抑制該瞬間沖擊電流，會(huì)在車載逆變器的DC/AC逆變電路的輸出端AC1設(shè)置有抑制浪涌電流的NTC電阻Rt，如附圖1所示。在上電工作前NTC電阻Rt為常溫，其具有較大的電阻值，從而能夠降低啟動(dòng)沖擊電流;此后隨著NTC電阻Rt溫度的升高，其電阻值迅速下降，使得該NTC電阻Rt在正常工作時(shí)僅具有較低的功耗。
圖1 車載逆變器的DC/AC逆變電路和穩(wěn)壓電源電路的電路圖;
雖然設(shè)置NTC電阻Rt對(duì)于啟動(dòng)沖擊電流具有一定程度的抑制作用，但并不能完全保護(hù)車載逆變器。而為了有效地保護(hù)車載逆變器，會(huì)在車載逆變器的逆變控制電路中包括過(guò)流保護(hù)電路。對(duì)于現(xiàn)有的過(guò)流保護(hù)電路，過(guò)流保護(hù)閾值被設(shè)置為一固定閾值，如果為了提高車載逆變器的啟動(dòng)能力而設(shè)置較大的過(guò)流保護(hù)閾值，當(dāng)電器設(shè)備正常工作功率確實(shí)較大或短路時(shí)，過(guò)流保護(hù)電路并不能及時(shí)觸發(fā)保護(hù)而可能造成車載逆變器內(nèi)部元件(例如開關(guān)器件)的損壞;如果過(guò)流保護(hù)閾值設(shè)置較低，當(dāng)電器設(shè)備上電時(shí)，啟動(dòng)沖擊電流則會(huì)觸發(fā)過(guò)流保護(hù)電路的保護(hù)而造成電器設(shè)備無(wú)法正常啟動(dòng)并工作。
本文要解決的技術(shù)問(wèn)題在于如何增強(qiáng)車載逆變器的啟動(dòng)能力而同時(shí)保證過(guò)流保護(hù)電路保護(hù)操作的及時(shí)觸發(fā)。為此，提出一種新的車載逆變器的過(guò)流保護(hù)電路和方法以及車載逆變器。
圖2 車載逆變器的過(guò)流保護(hù)電路的一種實(shí)施例的電路
車載逆變器的過(guò)流保護(hù)電路，包括：
比較電路，其中該比較電路的第一輸入端連接至設(shè)置在車載逆變器的DC/AC逆變電路的采樣電阻以用于接收電流采樣電阻電壓;
閾值設(shè)置電路，其中該閾值設(shè)置電路的輸入端用于接收參考電壓，該閾值設(shè)置電路的輸出端連接至所述比較電路的第二輸入端，該第二輸入端用于接收所述閾值設(shè)置電路輸出的閾值設(shè)置電壓;
其中該閾值設(shè)置電路包括動(dòng)態(tài)閾值設(shè)置電路和穩(wěn)態(tài)閾值設(shè)置電路以使得疊加輸出的閾值設(shè)置電壓能夠具有從初始的高閾值減小到穩(wěn)定的低閾值的可變閾值;其中該閾值設(shè)置電路還包括用于保護(hù)比較電路的保護(hù)電路;
當(dāng)所述比較電路判斷采樣電阻電壓小于閾值設(shè)置電壓時(shí)，所述比較電路的輸出使得DC/AC逆變電路正常工作;
當(dāng)所述比較電路判斷采樣電阻電壓大于或等于閾值設(shè)置電壓時(shí)，所述比較電路的輸出使得DC/AC逆變電路停止工作。
過(guò)流保護(hù)電路通過(guò)包括動(dòng)態(tài)閾值設(shè)置電路和穩(wěn)態(tài)閾值設(shè)置電路的閾值設(shè)置電路使得參考電壓被設(shè)置為具有可變閾值，即能夠從初始的高閾值減小到穩(wěn)定的低閾值，從而通過(guò)實(shí)時(shí)比較電流采樣電阻電壓與可變閾值來(lái)判斷是否觸發(fā)保護(hù)操作。其中，疊加的動(dòng)態(tài)閾值能夠用于增強(qiáng)車載逆變器的啟動(dòng)能力，而穩(wěn)態(tài)低閾值能夠用于保證過(guò)流保護(hù)電路當(dāng)車載逆變器啟動(dòng)后穩(wěn)定工作時(shí)如果出現(xiàn)過(guò)流能夠及時(shí)觸發(fā)。
圖3 車載逆變器的過(guò)流保護(hù)電路實(shí)現(xiàn)的可變閾值與現(xiàn)有過(guò)流保護(hù)電路的固定閾值的比較示圖;
當(dāng)所述動(dòng)態(tài)閾值設(shè)置電路在電容充電過(guò)程中時(shí)，使得輸出的閾值設(shè)置電壓具有動(dòng)態(tài)電壓閾值;當(dāng)所述動(dòng)態(tài)閾值設(shè)置電路在電容充電完成后，使得輸出的閾值設(shè)置電壓固定為穩(wěn)態(tài)電壓閾值;當(dāng)所述動(dòng)態(tài)閾值設(shè)置電路在電容放電過(guò)程中時(shí)，所述保護(hù)電路用于組成放電回路以保護(hù)所述比較電路。
車載逆變器的過(guò)流保護(hù)方法步驟如下：
S1、獲取設(shè)置在車載逆變器的DC/AC逆變電路的電流采樣電阻的電壓;
S2、獲取具有從高到低的可變電壓閾值的閾值設(shè)置電壓;
S3、實(shí)時(shí)比較所獲取的電流采樣電阻電壓與所獲取的閾值設(shè)置電壓的大小，若所采樣的電壓小于所獲取的閾值設(shè)置電壓，則轉(zhuǎn)至步驟S4，若所采樣的電壓大于或等于所獲取的閾值設(shè)置電壓，則轉(zhuǎn)至步驟S5;
S4、車載逆變器的DC/AC逆變電路正常工作;
S5、車載逆變器的DC/AC逆變電路停止工作。
圖5 車載逆變器的模塊框圖。
在車載逆變器的電流檢測(cè)電路中，會(huì)使用霍爾電流傳感器，我們可以把電流檢測(cè)分為幾個(gè)范圍。
1，檢測(cè)5A到70A的直流或交流電流。
檢測(cè)5A到50A的直流或交流電一般選用芯片式的霍爾電流傳感器，比如
CH701電流傳感器IC，是工業(yè)、汽車、商業(yè)和通信系統(tǒng)中交流或直流電流傳感的經(jīng)濟(jì)而精確的解決方案。小封裝是空間受限應(yīng)用的理想選擇，同時(shí)由于減少了電路板面積而節(jié)省了成本。典型應(yīng)用包括電機(jī)控制、負(fù)載檢測(cè)和管理、開關(guān)電源和過(guò)電流故障保護(hù)。
CH701可以檢測(cè)到50A峰值的電流。
如果需要檢測(cè)更大電流，需要更高的隔離電壓，可以選擇更大電流范圍的產(chǎn)品，比如16腳的CH701W系列，電流范圍可以到70A，絕緣耐壓可以到4800Vrms：
2，檢測(cè)50A到200A的直流或交流電流。
可以選用直插型的電流傳感器
CH704 是專為大電流檢測(cè)應(yīng)用開發(fā)的隔離集成式電流傳感芯片。CH704 內(nèi)置 0.1 mΩ 的初級(jí)導(dǎo)體電阻，有效降低芯片發(fā)熱支持大電流檢測(cè)：±50A, ±100A, ±150A, ±200A。其內(nèi)部集成獨(dú)特的溫度補(bǔ)償電路以實(shí)現(xiàn)芯片在 -40 到150度全溫范圍內(nèi)良好的一致性。出廠前芯片已做好靈敏度和靜態(tài)(零電流)輸出電壓的校準(zhǔn)，在全溫度范圍內(nèi)提供 ±2% 的典型準(zhǔn)確性。
審核編輯：湯梓紅
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