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数字电源过流过压过温保护电路设计规范.docx
资料介绍
数字电源过流/过压/过温保护电路设计规范
1 保护系统总体架构
数字电源保护系统是保障设备安全运行的最后一道防线。基于STM32G474的逆变器保护系统采用分层分级保护策略：硬件直通保护（响应时间≤200ns）→硬件比较器保护（响应时间≤2μs）→MCU软件保护（响应时间≤100μs）→系统级保护（响应时间≤10ms）。保护系统的设计原则包括：故障检测的可靠性（避免误触发与漏触发）、保护动作的确定性（故障后系统进入已知安全状态）、保护恢复的合理性（自动恢复或人工介入的判定条件）。
2 过流保护电路设计
过流保护是逆变器最重要的保护功能：
2.1 电流采样：使用霍尔电流传感器（如ACS712或Allegro ACS770）或电流互感器+采样电阻进行电流检测。霍尔传感器隔离性好，响应时间≤5μs，精度±1%，带宽≥200kHz。
2.2 硬件比较器：使用高速比较器（如LMV331或TLV3501）监测电流采样信号，阈值设定为额定电流的1.2倍（预警）与1.5倍（保护）。比较器输出直接连接HRTIM的故障输入引脚，实现硬件级PWM封锁。
2.3 过流阈值设定：采用两级过流保护。一级过流（1.2倍额定电流）：软件降额处理，降低输出功率。二级过流（1.5倍额定电流）：硬件直接封锁PWM，响应时间≤2μs。
2.4 短路保护：短路电流可达额定电流的数倍，检测阈值设定为额定电流的3~5倍。采用去饱和检测（Desat）或快速比较器，保护响应时间≤500ns。
2.5 过流保护恢复：一级过流保护自动恢复，采用退避算法（首次恢复等待100ms，等待时间逐次加倍）。二级过流保护需人工复位，避免频繁启停。
3 过压保护电路设计
过压保护覆盖输入过压、输出过压与母线过压：
3.1 输入过压保护：检测直流母线电压，使用电阻分压网络（分压比根据输入电压范围设计）连接ADC采样。硬件比较器阈值设定为额定电压的1.2倍，响应时间≤2μs。
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| STM32G474逆变器_技术文件_393_数字电源过流过压过温保护电路设计规范.docx | 39K |
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