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逆变器输出短路保护大讨论

      最近在量产一款1500W的正弦波逆变器,刚开始因输出电流检测的康铜丝一致性较差,导致短路保护老是烧机,后来经调整短路保护的门限电流,才解决此问题,借此机会,想与各位前辈们讨论一下逆变器的短路保护与启动峰值功率的设置。

      短路保护与峰值功率,本来这两个东西是相互矛盾的东西,你调敏感了吧,它启不动感性与容性负载;你调迟钝了吧,它短路时又保护不及时导致烧机。我在这次烧机过程中,归纳了以下几点,请前辈们斧正。

      1、用LM393比较器设置“双门限电流”法(设计思路:短路的实质是严重过流):其中一个门限电流较小,但有稍大电容延时,用来对峰值进行“消抖”;另一个门限电流较大,但“消抖”电容很小,反应速度很快,如下图。

      

原理说明:

A、因电流检测的康铜丝是0.005欧姆的,故上图左边门限电流是25A左右(R22应为7.5K),它是应对峰值功率的,逆变器是1500W/120V=12.5A的,符合峰值功率是额定功率2倍的设计要求,实际上如果加上C27的消抖(大概延时20uS),峰值功率远不值2倍。

B、上图右边门限电流是59A左右(R61应为16K),它是专门应对短路保护的,差不多是额定功率的5倍左右,为什么要这么设置呢?我用的管子是infineon的IKW30N60T,25度时是60A,经查它的Safe operating area,母线200V左右、电流59A时,安全时间大概在10uS的区间,也就是说如果短路电流门限设置在59A,10uS内必须保护。因LM393比较器在反转时是集电极开路门,其响应速度是纳秒极的,故时间上是来得及的。

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2、用LM393比较器设置“电压、电流检测”法(设计思路:短路后电压为0,电流无限大):如下图比较器左边,通过两个光耦把交流输出与检测电路隔离,让比较器检测交流输出,一旦输出没有了,比较器立即反转,关闭IR2110的SD;比较器右边的与上面第一个方法的原理一样。(注:此方法我没有验正过,值得一提的是因逆变器在开机后会响应10mS左右才有输出,所以比较器左边的检测脚在开机上电时,要先给电容充电来延时10mS左右,以防止一上电比较器就反转关闭SD,这样连机都开不了,不知这样解释合不合理,请前辈指教)

 

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2014-04-16 19:39

之前拜读过寿版的大作“短路它一年又何妨”,很是羡慕,不知道他是怎么做到的?

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2014-04-16 20:44
图2的不行的 因为那样拉不低电压够不成保护状态的 还有就是你去输出的交流电压 如果炸管 下管炸了一样不起到保护左右 所以你的电路图2不成立
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2014-04-16 21:05
楼主厉害。
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2014-04-16 21:18
@laijinsong
图2的不行的因为那样拉不低电压够不成保护状态的还有就是你去输出的交流电压如果炸管下管炸了一样不起到保护左右所以你的电路图2不成立
想请教一下为什么会这样。我的理解的是:光耦只有在正弦波的情况下才会发光导通,如果下管炸了,正弦波就没有了,光耦就立即关闭了,8050立即由饱和导通进入关闭状态,比较器3脚电位立即升高,使其反转。
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2014-04-16 22:00
@chrisma2005
想请教一下为什么会这样。我的理解的是:光耦只有在正弦波的情况下才会发光导通,如果下管炸了,正弦波就没有了,光耦就立即关闭了,8050立即由饱和导通进入关闭状态,比较器3脚电位立即升高,使其反转。
因为正弦波是斩波出来的 上管用一定的频率导通和下管不关联的 下管烧了你输出一样有电压的不过是比较高频的电压够不成正弦波输出 还有你用2个光耦合成一个哪怕一边有问题你的三极管还是导通的 还有就是你想用这个三极管拉低电压来进行比较这个原理是通的就是制作出来是不行的 三极管拉不低那个电压的 所以当电容充电满了它就会保护 根本不受你三极管控制的 你想后级保护好就用电阻还有输出加一个感应电压线圈来做保护 当达到一定功率就保护这样就没问题了
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2014-04-17 15:53
@电源网-静静
楼主厉害。
问你下 静静  电源网最近不怎么活跃啊  大神们都在哪活动 有没有电源网对应的QQ群啊  加我进去
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gem1024
LV.5
8
2014-04-17 18:47
@水星小鬼
问你下静静 电源网最近不怎么活跃啊 大神们都在哪活动有没有电源网对应的QQ群啊 加我进去
第二种好像不行啊,就算光耦全截止,电容要重新充电延时10mS。
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gem1024
LV.5
9
2014-04-17 18:55
@laijinsong
因为正弦波是斩波出来的上管用一定的频率导通和下管不关联的下管烧了你输出一样有电压的不过是比较高频的电压够不成正弦波输出还有你用2个光耦合成一个哪怕一边有问题你的三极管还是导通的还有就是你想用这个三极管拉低电压来进行比较这个原理是通的就是制作出来是不行的三极管拉不低那个电压的所以当电容充电满了它就会保护根本不受你三极管控制的你想后级保护好就用电阻还有输出加一个感应电压线圈来做保护当达到一定功率就保护这样就没问题了

你好!记得有一次我对兄弟回复我的帖子出言不逊了,因为我对网络语言理解有偏差,可能是年龄的原因吧,请原谅。

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