本發(fā)明涉及電子技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種磁懸浮離心式鼓風(fēng)機(jī)專(zhuān)用電源的過(guò)流保護(hù)電路。

背景技術(shù)：

隨著電力電子技術(shù)的飛速發(fā)展，作為其關(guān)鍵技術(shù)的mosfet、igbt等大功率器件因其出色的高頻開(kāi)關(guān)特性而被廣泛地應(yīng)用于通信、電子等各種領(lǐng)域。但它們作為一種大功率的復(fù)合器件，具有較弱的承受短時(shí)過(guò)載的能力。當(dāng)工作中因過(guò)壓或過(guò)流而使管內(nèi)能量積聚時(shí)，極容易引起雪崩并損壞器件。因而在實(shí)際應(yīng)用中過(guò)流保護(hù)技術(shù)一直是影響功率器件裝置可靠、穩(wěn)定運(yùn)行的關(guān)鍵。

本發(fā)明涉及的電源主要是磁軸承線(xiàn)圈控制器的供電電源，輸入電壓范圍為330vdc~700vdc，輸出特性為300vdc/5a。由于該電源輸入電壓范圍比較寬，輸出功率較大；并且，電源在磁懸浮鼓風(fēng)機(jī)上電瞬間、轉(zhuǎn)子懸浮瞬間輸出電流有較大過(guò)沖，輸出電壓有明顯的臺(tái)階和回溝現(xiàn)象，甚至在轉(zhuǎn)子懸浮瞬間電源300v輸出瞬間被切斷，造成轉(zhuǎn)子失穩(wěn)后撞磁軸承，損壞風(fēng)機(jī)。針對(duì)這種工況，一般有以下幾點(diǎn)想法：

1.增強(qiáng)電源的冗余能力，或?qū)㈦娫床⒙?lián)使用。如此，輸出電流被提高了，但遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了磁軸承正常工作時(shí)的工作電流，電源利用率不足50%，既是一種浪費(fèi)，電源長(zhǎng)期輕載也對(duì)不利于電源安全穩(wěn)定工作。

2.將300v輸出后增加充電回路，當(dāng)300v輸出在出現(xiàn)過(guò)流瞬間被切斷后，充電回路可以持續(xù)維持300v一段時(shí)間待風(fēng)機(jī)停機(jī)。但充電所需的充電電容很大，且很難維持磁軸承所需的高功率。

3.提高輸出過(guò)流的動(dòng)作保護(hù)點(diǎn)。由于轉(zhuǎn)子懸浮瞬間產(chǎn)生的電流過(guò)沖每次都不一樣，難以確定其過(guò)沖的峰值而無(wú)法確定動(dòng)作保護(hù)值。另外，將輸出過(guò)流動(dòng)作保護(hù)值一味抬高將影響電源的安全保護(hù)靈敏度，當(dāng)真正的輸出短路出現(xiàn)而電源又沒(méi)有及時(shí)保護(hù)。

4.將電源設(shè)計(jì)為恒流源輸出，300v電源持續(xù)輸出8a，輸出超出此電流時(shí)輸出電壓慢慢降低；當(dāng)輸出電流回落后，電壓也隨著上升至300v。但此上升和跌落時(shí)間要求很短，且當(dāng)300v跌至一定幅值時(shí)磁軸承控制器就會(huì)先失效。

綜上幾點(diǎn)分析提出本發(fā)明設(shè)計(jì)的方法：提高檢測(cè)過(guò)流信號(hào)的持續(xù)時(shí)間，檢測(cè)過(guò)流信號(hào)產(chǎn)生的次數(shù)，從而形成輸出過(guò)流保護(hù)的策略。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的實(shí)施例提供一種磁懸浮離心式鼓風(fēng)機(jī)專(zhuān)用電源的過(guò)流保護(hù)電路，能夠解決磁懸浮鼓風(fēng)機(jī)在磁軸承懸浮瞬間出現(xiàn)短暫的過(guò)流時(shí)，原給保護(hù)軸承控制器供300v電壓的專(zhuān)用電源出現(xiàn)切斷300v輸出而導(dǎo)致轉(zhuǎn)子撞保護(hù)軸承故障，從而導(dǎo)致風(fēng)機(jī)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)等易損壞的技術(shù)問(wèn)題。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的實(shí)施例采用如下技術(shù)方案：

包括：過(guò)流信號(hào)采樣調(diào)理電路、2.5v基準(zhǔn)電壓源、比較器、cpld芯片、專(zhuān)用電源主控芯片；過(guò)流信號(hào)經(jīng)過(guò)所述過(guò)流信號(hào)采樣調(diào)理電路，輸出至比較器的“-”端與連接在比較器“+”端的基準(zhǔn)電壓進(jìn)行比較；所述cpld芯片包括消抖電路、鎖存器電路、信號(hào)展寬電路、過(guò)流信號(hào)計(jì)數(shù)電路；

所述消抖電路將檢測(cè)到的過(guò)流信號(hào)延遲1.28微秒，將干擾信號(hào)濾出，防止誤保護(hù)，所述鎖存器電路將經(jīng)過(guò)濾后的過(guò)流信號(hào)狀態(tài)鎖存于sr鎖存器里，所述信號(hào)展寬電路即是將過(guò)流信號(hào)展寬5.24ms，提高檢測(cè)過(guò)流信號(hào)的持續(xù)時(shí)間，所述過(guò)流信號(hào)計(jì)數(shù)電路即是根據(jù)過(guò)流信號(hào)產(chǎn)生的次數(shù)決定是否進(jìn)行輸出過(guò)流保護(hù)的動(dòng)作。

進(jìn)一步地，所述消抖電路包括時(shí)鐘計(jì)數(shù)器（inst241）、八個(gè)d-q端順序級(jí)聯(lián)的d觸發(fā)器，八個(gè)d觸發(fā)器均分為兩組，每組第一個(gè)d觸發(fā)器的cp端與時(shí)鐘分頻計(jì)數(shù)器(inst241)的qc輸出端電連接；第一組第一個(gè)d觸發(fā)器(inst236)的d端與過(guò)流信號(hào)glxh1電連接；

第一組第一個(gè)d觸發(fā)器(inst236)的q端分別與非門(mén)（inst247）和與門(mén)（inst246）的輸入端連接；

第二組最后一個(gè)d觸發(fā)器(inst240)的q端分別與非門(mén)(inst248)和與門(mén)（inst245）的輸入端連接；

當(dāng)出現(xiàn)過(guò)流信號(hào)時(shí)，在時(shí)鐘信號(hào)clk的第一個(gè)上升沿，第一組第一個(gè)d觸發(fā)器(inst236)輸出低電平，第二個(gè)d觸發(fā)器(inst235)在時(shí)鐘信號(hào)clk的第二個(gè)上升沿輸出低電平，依次類(lèi)推第八個(gè)d觸發(fā)器(inst240)在時(shí)鐘信號(hào)clk的第八個(gè)上升沿輸出低電平，將過(guò)流信號(hào)延遲1.28微秒，小于此延時(shí)時(shí)間的視為干擾信號(hào)。

進(jìn)一步地，所述鎖存器電路包括兩個(gè)非門(mén)、兩個(gè)與門(mén)和兩個(gè)與非門(mén)組成一個(gè)sr鎖存器，所述鎖存器電路的輸入信號(hào)in1、in2分別經(jīng)過(guò)非門(mén)（inst247）和非門(mén)（inst248）分別與與門(mén)（inst245）的兩個(gè)輸入端連接，同時(shí)直接與另一與門(mén)（inst246）的兩個(gè)輸入端連接，與門(mén)（inst245）的輸出端與與非門(mén)（inst249）的一個(gè)輸入端連接，另一輸入端與與非門(mén)（inst250）輸出端連接；與門(mén)（inst246）的輸出端與與非門(mén)（inst250）的輸入端連接，與非門(mén)（inst250）的另一輸入端和與非門(mén)（inst249）的輸出端連接作為sr鎖存器的信號(hào)輸出端out3連接過(guò)流信號(hào)展寬電路的輸入端以及過(guò)流信號(hào)計(jì)數(shù)電路的輸入端；

進(jìn)一步地，所述信號(hào)展寬電路包括兩個(gè)d觸發(fā)器、四個(gè)四位同步二進(jìn)制可預(yù)置計(jì)數(shù)器74161計(jì)數(shù)器和三個(gè)非門(mén)，所述d觸發(fā)器（inst251）的cp端與非門(mén)（inst262）的輸出端連接，非門(mén)（inst262）的輸入端in3即是sr鎖存器的輸出out3，所述d觸發(fā)器（inst251）的q端與第一個(gè)計(jì)數(shù)器（inst252）的en計(jì)數(shù)控制端及另一非門(mén)（inst261）的輸入端連接，第一個(gè)計(jì)數(shù)器（inst252）的rco進(jìn)位輸出端與相鄰的第二個(gè)計(jì)數(shù)器（inst254）的en計(jì)數(shù)控制端連接，四個(gè)計(jì)數(shù)器依次連接；其中第一個(gè)計(jì)數(shù)器（inst252）、第二個(gè)計(jì)數(shù)器（inst254）和第四個(gè)計(jì)數(shù)器（inst264）的clrn端所述觸發(fā)器（inst251）的clrn端連接，第三個(gè)計(jì)數(shù)器（inst253）的clrn與非門(mén)（inst263）的輸出端連接，第四個(gè)計(jì)數(shù)器（inst264）的rco進(jìn)位輸出端與另一d觸發(fā)器（inst260）的d端連接，所述d觸發(fā)器（inst251）的q端經(jīng)非門(mén)（inst261）與所述過(guò)流信號(hào)計(jì)數(shù)電路的輸入端連接，所述d觸發(fā)器（inst260）的cp端與所述四個(gè)計(jì)數(shù)器的clk端與時(shí)鐘分頻計(jì)數(shù)器(inst241)的qb輸出端電連接。

進(jìn)一步地，所述過(guò)流信號(hào)計(jì)數(shù)電路輸入端與專(zhuān)用電源主控芯片發(fā)出的清零信號(hào)clear連接，分別經(jīng)過(guò)兩個(gè)非門(mén)后分別連接兩個(gè)計(jì)數(shù)器的clrn端，所述展寬電路的輸出端out4與所述過(guò)流信號(hào)計(jì)數(shù)電路的輸入端連接，同時(shí)計(jì)數(shù)器（inst272）的clk端與或門(mén)（inst267）的一個(gè)輸入端連接，或門(mén)（inst267）的另一個(gè)輸入端與計(jì)數(shù)器（inst266）的輸出端連接，所述或門(mén)（inst267）的輸出端與所述計(jì)數(shù)器（inst266）的clk連接，所述過(guò)流信號(hào)計(jì)數(shù)電路的輸出端out5、out6與所述專(zhuān)用電源產(chǎn)生功率管驅(qū)動(dòng)信號(hào)電路的輸入端連接。

進(jìn)一步地，當(dāng)過(guò)流信號(hào)檢測(cè)到一次時(shí)，所述計(jì)數(shù)器74161計(jì)數(shù)一次，由電源主控芯片定時(shí)發(fā)出清零信號(hào)給cpld輸入i/o口，清除計(jì)數(shù)；當(dāng)連續(xù)兩次檢測(cè)到過(guò)流信號(hào)時(shí)，所述計(jì)數(shù)器74161計(jì)數(shù)至0010，qb輸出端鎖定輸出高電平，并將此鎖死信號(hào)經(jīng)反向后輸出給電源功率管驅(qū)動(dòng)信號(hào)使能端，關(guān)斷功率管驅(qū)動(dòng)信號(hào)，實(shí)現(xiàn)輸出過(guò)流保護(hù)。

附圖說(shuō)明

為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其它的附圖。

圖1是本發(fā)明的電路原理框圖。

圖2是消抖電路。

圖3是鎖存器電路。

圖4是信號(hào)展寬電路。

圖5是過(guò)流信號(hào)計(jì)數(shù)電路。

具體實(shí)施方式

為使本領(lǐng)域技術(shù)人員更好地理解本發(fā)明的技術(shù)方案，下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述。下文中將詳細(xì)描述本發(fā)明的實(shí)施方式，所述實(shí)施方式的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類(lèi)似的標(biāo)號(hào)表示相同或類(lèi)似的元件或具有相同或類(lèi)似功能的元件。下面通過(guò)參考附圖描述的實(shí)施方式是示例性的，僅用于解釋本發(fā)明，而不能解釋為對(duì)本發(fā)明的限制。本技術(shù)領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解，除非特意聲明，這里使用的單數(shù)形式“一”、“一個(gè)”、“所述”和“該”也可包括復(fù)數(shù)形式。應(yīng)該進(jìn)一步理解的是，本發(fā)明的說(shuō)明書(shū)中使用的措辭“包括”是指存在所述特征、整數(shù)、步驟、操作、元件和/或組件，但是并不排除存在或添加一個(gè)或多個(gè)其他特征、整數(shù)、步驟、操作、元件、組件和/或它們的組。應(yīng)該理解，當(dāng)我們稱(chēng)元件被“連接”或“耦接”到另一元件時(shí)，它可以直接連接或耦接到其他元件，或者也可以存在中間元件。此外，這里使用的“連接”或“耦接”可以包括無(wú)線(xiàn)連接或耦接。這里使用的措辭“和/或”包括一個(gè)或更多個(gè)相關(guān)聯(lián)的列出項(xiàng)的任一單元和全部組合。本技術(shù)領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解，除非另外定義，這里使用的所有術(shù)語(yǔ)（包括技術(shù)術(shù)語(yǔ)和科學(xué)術(shù)語(yǔ)）具有與本發(fā)明所屬領(lǐng)域中的普通技術(shù)人員的一般理解相同的意義。還應(yīng)該理解的是，諸如通用字典中定義的那些術(shù)語(yǔ)應(yīng)該被理解為具有與現(xiàn)有技術(shù)的上下文中的意義一致的意義，并且除非像這里一樣定義，不會(huì)用理想化或過(guò)于正式的含義來(lái)解釋。

本發(fā)明實(shí)施例提供一種磁懸浮離心式鼓風(fēng)機(jī)專(zhuān)用電源的過(guò)流保護(hù)電路，

如圖1所示，包括：過(guò)流信號(hào)采樣調(diào)理電路、2.5v基準(zhǔn)電壓源、比較器、cpld芯片、專(zhuān)用電源主控芯片；

過(guò)流信號(hào)經(jīng)過(guò)所述過(guò)流信號(hào)采樣調(diào)理電路，輸出至比較器的“-”端與連接在比較器“+”端的基準(zhǔn)電壓進(jìn)行比較；

所述cpld芯片包括消抖電路、鎖存器電路、信號(hào)展寬電路、過(guò)流信號(hào)計(jì)數(shù)電路；

所述消抖電路將檢測(cè)到的過(guò)流信號(hào)延遲1.28微秒，將干擾信號(hào)濾出，防止誤保護(hù)，所述鎖存器電路將經(jīng)過(guò)濾后的過(guò)流信號(hào)狀態(tài)鎖存于sr鎖存器里，所述信號(hào)展寬電路即是將過(guò)流信號(hào)展寬5.24ms，提高檢測(cè)過(guò)流信號(hào)的持續(xù)時(shí)間，所述過(guò)流信號(hào)計(jì)數(shù)電路即是根據(jù)過(guò)流信號(hào)產(chǎn)生的次數(shù)決定是否進(jìn)行輸出過(guò)流保護(hù)的動(dòng)作。

如圖2所示，所述消抖電路包括時(shí)鐘計(jì)數(shù)器（inst241）、八個(gè)d-q端順序級(jí)聯(lián)的d觸發(fā)器，八個(gè)d觸發(fā)器均分為兩組，每組第一個(gè)d觸發(fā)器的cp端與時(shí)鐘分頻計(jì)數(shù)器(inst241)的qc輸出端電連接；第一組第一個(gè)d觸發(fā)器(inst236)的d端與過(guò)流信號(hào)glxh1電連接；

第一組第一個(gè)d觸發(fā)器(inst236)的q端分別與非門(mén)（inst247）和與門(mén)（inst246）的輸入端連接；

第二組最后一個(gè)d觸發(fā)器(inst240)的q端分別與非門(mén)(inst248)和與門(mén)（inst245）的輸入端連接；

當(dāng)出現(xiàn)過(guò)流信號(hào)時(shí)，在時(shí)鐘信號(hào)clk的第一個(gè)上升沿，第一組第一個(gè)d觸發(fā)器(inst236)輸出低電平，第二個(gè)d觸發(fā)器(inst235)在時(shí)鐘信號(hào)clk的第二個(gè)上升沿輸出低電平，依次類(lèi)推第八個(gè)d觸發(fā)器(inst240)在時(shí)鐘信號(hào)clk的第八個(gè)上升沿輸出低電平，將過(guò)流信號(hào)延遲1.28微秒，小于此延時(shí)時(shí)間的視為干擾信號(hào)。

如圖3所示，所述鎖存器電路包括兩個(gè)非門(mén)、兩個(gè)與門(mén)和兩個(gè)與非門(mén)組成一個(gè)sr鎖存器，所述鎖存器電路的輸入信號(hào)in1、in2分別經(jīng)過(guò)非門(mén)（inst247）和非門(mén)（inst248）分別與與門(mén)（inst245）的兩個(gè)輸入端連接，同時(shí)直接與另一與門(mén)（inst246）的兩個(gè)輸入端連接，與門(mén)（inst245）的輸出端與與非門(mén)（inst249）的一個(gè)輸入端連接，另一輸入端與與非門(mén)（inst250）輸出端連接；與門(mén)（inst246）的輸出端與與非門(mén)（inst250）的輸入端連接，與非門(mén)（inst250）的另一輸入端和與非門(mén)（inst249）的輸出端連接作為sr鎖存器的信號(hào)輸出端out3連接過(guò)流信號(hào)展寬電路的輸入端以及過(guò)流信號(hào)計(jì)數(shù)電路的輸入端；

如圖4所示，所述信號(hào)展寬電路包括兩個(gè)d觸發(fā)器、四個(gè)四位同步二進(jìn)制可預(yù)置計(jì)數(shù)器74161計(jì)數(shù)器和三個(gè)非門(mén)，所述d觸發(fā)器（inst251）的cp端與非門(mén)（inst262）的輸出端連接，非門(mén)（inst262）的輸入端in3即是sr鎖存器的輸出out3，所述d觸發(fā)器（inst251）的q端與第一個(gè)計(jì)數(shù)器（inst252）的en計(jì)數(shù)控制端及另一非門(mén)（inst261）的輸入端連接，第一個(gè)計(jì)數(shù)器（inst252）的rco進(jìn)位輸出端與相鄰的第二個(gè)計(jì)數(shù)器（inst254）的en計(jì)數(shù)控制端連接，四個(gè)計(jì)數(shù)器依次連接；其中第一個(gè)計(jì)數(shù)器（inst252）、第二個(gè)計(jì)數(shù)器（inst254）和第四個(gè)計(jì)數(shù)器（inst264）的clrn端所述觸發(fā)器（inst251）的clrn端連接，第三個(gè)計(jì)數(shù)器（inst253）的clrn與非門(mén)（inst263）的輸出端連接，第四個(gè)計(jì)數(shù)器（inst264）的rco進(jìn)位輸出端與另一d觸發(fā)器（inst260）的d端連接，所述d觸發(fā)器（inst251）的q端經(jīng)非門(mén)（inst261）與所述過(guò)流信號(hào)計(jì)數(shù)電路的輸入端連接，所述d觸發(fā)器（inst260）的cp端與所述四個(gè)計(jì)數(shù)器的clk端與時(shí)鐘分頻計(jì)數(shù)器(inst241)的qb輸出端電連接。

如圖5所示，所述過(guò)流信號(hào)計(jì)數(shù)電路輸入端與專(zhuān)用電源主控芯片發(fā)出的清零信號(hào)clear連接，分別經(jīng)過(guò)兩個(gè)非門(mén)后分別連接兩個(gè)計(jì)數(shù)器的clrn端，所述展寬電路的輸出端out4與所述過(guò)流信號(hào)計(jì)數(shù)電路的輸入端連接，同時(shí)計(jì)數(shù)器（inst272）的clk端與或門(mén)（inst267）的一個(gè)輸入端連接，或門(mén)（inst267）的另一個(gè)輸入端與計(jì)數(shù)器（inst266）的輸出端連接，所述或門(mén)（inst267）的輸出端與所述計(jì)數(shù)器（inst266）的clk連接，所述過(guò)流信號(hào)計(jì)數(shù)電路的輸出端out5、out6與所述專(zhuān)用電源產(chǎn)生功率管驅(qū)動(dòng)信號(hào)電路的輸入端連接。

當(dāng)過(guò)流信號(hào)檢測(cè)到一次時(shí)，所述計(jì)數(shù)器74161計(jì)數(shù)一次，由電源主控芯片定時(shí)發(fā)出清零信號(hào)給cpld輸入i/o口，清除計(jì)數(shù)；當(dāng)連續(xù)兩次檢測(cè)到過(guò)流信號(hào)時(shí)，所述計(jì)數(shù)器74161計(jì)數(shù)至0010，qb輸出端鎖定輸出高電平，并將此鎖死信號(hào)經(jīng)反向后輸出給電源功率管驅(qū)動(dòng)信號(hào)使能端，關(guān)斷功率管驅(qū)動(dòng)信號(hào)，實(shí)現(xiàn)輸出過(guò)流保護(hù)。

本說(shuō)明書(shū)中的各個(gè)實(shí)施例均采用遞進(jìn)的方式描述，各個(gè)實(shí)施例之間相同相似的部分互相參見(jiàn)即可，每個(gè)實(shí)施例重點(diǎn)說(shuō)明的都是與其他實(shí)施例的不同之處。尤其，對(duì)于設(shè)備實(shí)施例而言，由于其基本相似于方法實(shí)施例，所以描述得比較簡(jiǎn)單，相關(guān)之處參見(jiàn)方法實(shí)施例的部分說(shuō)明即可。以上所述，僅為本發(fā)明的具體實(shí)施方式，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)該以權(quán)利要求的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。