用于逆变器的保护装置、逆变器系统以及电动车辆的制作方法

1.本说明书的一个或多个实施例涉及逆变器的保护，尤其涉及用于逆变器的保护装置、逆变器系统以及电动车辆。


背景技术：

2.逆变器被广泛应用于各种场景，例如家用及工业电器、不间断电源、电网接入等等。近年来，随着电动汽车、电动无人运输载具或电动自行车等电动车辆的大规模使用，逆变器也被广泛应用于电动交通工具，用于将直流电源(例如电池)提供的电力转换为交流电，以便使用交流电来驱动交流电机。
3.在使用逆变器的场景中，由于各种故障或其它原因，逆变器有可能过压。过压会损害逆变器及其它相关元件，并可能带来其它损失(例如电动汽车失去控制所导致的损失)。因此，常常需要为逆变器提供保护装置，或称保护电路。
4.现有技术的逆变器保护装置主要通过转速或电压传感器监控逆变器的异常信号。在检测到异常信号后，异常信号被传送至微控制器单元(mcu)。mcu通常包括软件逻辑，该软件逻辑对异常信号进行处理以对故障进行判断。如果该软件逻辑判断故障来自于电机，则mcu通过igbt对电机相应的绕组执行短路操作，以保护逆变器及人员安全。
5.然而，现有技术的利用mcu(即采用数字电路)进行处理存在问题，包括：1)故障检测及处理回路延迟较长，存在保护不及时的可能性；2)涉及电路需要低压供电，在低压电源故障时难以起到保护作用。
6.因此，需要一种能够更快速、更可靠且适用范围更广的逆变器保护方案。


技术实现要素：

7.为了克服现有技术的缺陷，本说明书的一个或多个实施例提供了能够更快速、更可靠且适用范围更广的逆变器保护方案。
8.本说明书的一个或多个实施例通过以下技术方案来实现其上述目的。
9.在一个方面中，公开了一种用于逆变器的保护装置，其特征在于，包括：过压检测电路，所述过压检测电路连接至所述逆变器以及所述逆变器的电源，所述过压检测电路从逆变器的过压电压生成模拟信号形式的故障信号；以及低侧主动短路保护电路，所述低侧主动短路保护电路连接至所述过压检测电路和所述逆变器，所述低侧主动短路保护电路用于接收所述故障信号从而从所述故障信号生成驱动信号，所述驱动信号用于导通所述逆变器中的下侧的绝缘栅双极型晶体管igbt。
10.可选地，所述过压检测电路包括第一电解电容，所述第一电解电容用于将所述过压电压转换为所述故障信号。
11.可选地，所述过压检测电路还包括第一稳压管，其中所述过压电压将所述第一电解电容充电至所述第一稳压管的稳压值以作为所述故障信号输出。
12.可选地，所述过压检测电路还利用所述过压电压提供低侧供电电压来为所述低侧
主动短路保护电路供电。
13.可选地，所述过压检测电路还包括第二电解电容和第二稳压管，其中所述过压电压将所述第二电解电容充电至所述第二稳压管的稳压值并以作为所述低侧供电电压输出。
14.可选地，所述低侧主动短路保护电路连接至微控制器单元mcu，所述低侧主动短路保护电路还接收来自所述mcu的mcu信号以及来自所述逆变器的电流信号，并基于所述故障信号且基于所述mcu信号和所述电流信号中的任一者或两者生成所述驱动信号。
15.可选地，所述保护装置还包括彼此连接的信号隔离电路以及高侧主动短路保护电路，其中所述高侧主动短路保护电路通过所述信号隔离电路连接至所述低侧主动短路保护电路，且所述高侧主动短路保护电路连接至所述逆变器。
16.可选地，所述低侧主动短路保护电路还输出互锁信号至所述信号隔离电路的输入侧，所述信号隔离电路隔离其输入侧和输出侧的电压并用于将所述互锁信号反向后输出至所述高侧主动短路保护电路，所述高侧主动短路保护电路用于至少基于反向互锁信号来导通所述逆变器中的上侧的igbt。
17.可选地，所述高侧主动短路保护电路连接至微控制器单元mcu，所述高侧主动短路保护电路还接收来自所述mcu的mcu信号以及来自所述逆变器的电流信号，并基于所述反向互锁信号且基于所述mcu信号和所述电流信号中的任一者或两者生成所述驱动信号。
18.可选地，所述保护装置还包括高侧供电电源，所述高侧供电电源用于接收并储存来自驱动电源的驱动电力，并在所述反向互锁信号以及来自mcu的mcu信号的控制下对所述高侧主动短路保护电路供电。
19.可选地，所述保护装置还包括高压隔离电源，所述高压隔离电源利用来自所述逆变器的过压电压来为所述高侧主动短路保护电路提供电力。
20.可选地，所述信号隔离电路由来自所述过压检测电路的低侧供电电压和来自所述高侧供电电源的电压提供电力。
21.在另一方面中，还公开了一种逆变器系统，包括逆变器，其特征在于，还包括如上所述的用于逆变器的保护装置。
22.在又一方面中，还公开了一种电动车辆，包括如上所述的逆变器系统。
23.与现有技术相比，本说明书的一个或多个实施例能够更快速、更可靠地保护逆变器。
附图说明
24.以上发明内容以及下面的具体实施方式在结合附图阅读时会得到更好的理解。需要说明的是，附图仅作为所请求保护的发明的示例。在附图中，相同的附图标记代表相同或类似的元素。
25.图1示出用于逆变器的常规过压保护装置的示意图。
26.图2示出根据本说明书实施例的用于逆变器的示例保护装置的示意图。
27.图3示出根据本说明书实施例的用于逆变器的另一示例保护装置的示意图。
28.图4示出根据本说明书实施例的用于逆变器的又另一示例保护装置的示意图。
29.图5示出根据本说明书实施例的过压检测电路的第一示例的示意图。
30.图6示出根据本说明书实施例的过压检测电路的第二示例的示意图。
31.图7示出根据本说明书实施例的低侧主动短路保护电路的第一示例的示意图。
32.图8示出根据本说明书实施例的低侧主动短路保护电路的第二示例的示意图。
33.图9示出根据本说明书实施例的信号隔离电路的示例的示意图。
34.图10示出根据本说明书实施例的高侧主动短路保护电路的第一示例的示意图。
35.图11示出根据本说明书实施例的高侧主动短路保护电路的第二示例的示意图。
36.图12示出根据本说明书实施例的高侧供电电源的第一示例的示意图。
37.图13示出根据本说明书实施例的高侧供电电源的第二示例的示意图。
38.图14示出根据本说明书实施例的高压隔离电源的示例的示意图。
具体实施方式
39.以下具体实施方式的内容足以使任何本领域技术人员了解本说明书的一个或多个实施例的技术内容并据以实施，且根据本说明书所揭露的说明书、权利要求及附图，本领域技术人员可轻易地理解本说明书的一个或多个实施例相关的目的及优点。
40.在后文中，在不同的附图间通常用相同的标号来表示相同或相似的元件。
41.参考图1，其示出了用于逆变器的常规过压保护装置100的示意图。
42.如图1所示，过压保护装置100可包括连接至逆变器102的微控制器单元(mcu)104，该微控制器单元104通常可接收测量信号。逆变器102由直流电源(例如电池)108供电，并用来驱动负载，例如三相负载mgu。该测量信号例如可以是故障信号或过速信号。故障信号例如可通过电压传感器来测量，而过速信号可通过转速检测传感器来测量。当逆变器102中存在过压状况(例如由于逆变器故障或其它原因)时，测量信号可反映这种过压。
43.通常，测量信号以数字信号的形式被传送至mcu 104。mcu 104中包括软件逻辑或数字电路，以便对数字信号形式的测量信号进行处理，以检测逆变器102中的过压状况。如果mcu 104确定逆变器102中存在过压，则逆变器mcu 104可向栅极驱动电路106传送主动短路(asc)信号，最终栅极驱动电路106控制igbt来将逆变器的上臂或下臂短路，从而保护逆变器不被损坏。
44.可以看出，这种过压保护装置使用数字形式的信号并使用mcu中的软件逻辑或数字电路来处理测量信号。然而，由于在mcu对数字信号的处理过程中存在不可避免的延时，这种方案的故障响应时间较长，因此对于时间敏感的场景可能反应不及时。例如，在电动汽车中，为保证车辆和人员的安全，通常要求尽量短的故障响应时间。
45.另一方面，上述过压保护装置并不能覆盖一切可能出现的故障。例如，当mcu本身或过压保护装置的供电电源出现故障时，上述过压保护装置将无法正常运作。而供电电源与逆变器同时出现故障的概率并不低。因此，上述方案的适用场景和可靠性仍然有待改善。
46.过压保护装置示例一
47.参考图2，其示出了根据本说明书实施例的用于逆变器的示例保护装置200的示意图。
48.如图2所示，保护装置200可包括过压检测电路202以及低侧主动短路保护电路204。过压检测电路202和低侧主动短路保护电路204彼此连接且两者均连接至逆变器205。
49.如图2所示，在本说明书的优选示例中，逆变器205被连接至三相负载mgu，且逆变器包括分别与三相负载的每个相位u、v、w连接的三组igbt(绝缘栅双极型晶体管)，其中每
组igbt包括上侧的igbt和下侧的igbt。相应地，在保护装置200中，可针对每一相提供相应的电路和信号。
50.在下面为了便于介绍，通常仅针对其中一个相位进行介绍，但本领域技术人员应当领会，实际还可包括针对另外两相的相应电路和信号。例如，在下文中，当称低侧主动短路保护电路204时，可指低侧主动短路保护电路u、低侧主动短路保护电路v、低侧主动短路保护电路w中的任一者；当称电流信号时，可指电流信号u、电流信号v、电流信号w中的相应一者；依此类推。
51.然而，应当领会，本说明书的方案可应用于其它类型的逆变器，例如二相逆变器。此时可将逆变器中的三个相位的三组igbt修改为两组igbt，且过压保护保护装置200中的相应的三个相位的电路和信号可修改为两个相位的电路和信号，本领域技术人员在本说明书的教导下知晓如何实现，在此不再赘述。
52.过压检测电路202连接在逆变器205与电源(通常为直流电源，例如电池)210之间，以便获得逆变器的高压母线间的电压。当高压母线间电压超过设定阈值时，即当所述逆变器存在过压电压时，过压检测电路202从该过压电压生成模拟信号形式的故障信号。在本说明书的实施例中，与现有技术中通过微控制器单元mcu来处理数字信号不同，本说明书采用模拟信号形式的故障信号并采用模拟电路对其进行处理。该故障信号例如可以是通过使用逆变器205的高压母线间的过压电压对电解电容充电得到的。
53.在优选示例中，过压检测电路202还从过压电压生成低侧供电电压(参见图2中的低侧供电)，该低侧供电电压被用于为低侧的电路(例如低侧主动短路保护电路204等)供电，以作为其电源使其正常工作。例如，该低侧供电电压可以是通过使用逆变器205的高压母线间的过压电压对电解电容充电得到的。在出现过压故障后(如电机失控引起的反电动势过高)，通过该低侧供电电压使用过压电压对低侧主动短路保护电路204进行供电，保证该电路正常工作，从而能确保生成驱动信号。通过巧妙地利用逆变器205本身的过压电压来为保护电路供电，本说明书的实施例即便在供电电源出现故障时仍能正常操作，从而能应对更多的故障情形，极大地提高了可靠性。应当领会，虽然在优选实施例中可利用过压电压提供低侧供电电压，然而在其它实施例中可转而通过专门的电压源来提供低侧供电电压。
54.而在其它示例中，过压检测电路202可不生成低侧供电电压。在此情况下，低侧供电电压可由专门的低侧供电电路提供，例如可由连接至外部电源的电路来提供。
55.与现有技术中的利用mcu等集成电路来控制对逆变器的保护不同，在本说明书实施例中，低侧主动短路保护电路204(例如(例如低侧主动短路保护电路w、低侧主动短路保护电路v或低侧主动短路保护电路u)不包括mcu或其它形式的数字集成电路。例如，低侧主动短路保护电路204完全由模拟电路元件构成。优选地，低侧主动短路保护电路204完全由分立的模拟电路元件构成。
56.低侧主动短路保护电路204可用于接收来自过压检测电路202的故障信号，并从故障信号来生成驱动信号，该驱动信号可用于便导通逆变器205下侧的igbt，以便保护逆变器不受损害。
57.除了故障信号之外，低侧主动短路保护电路204还可连接至mcu(图中未示出)。低侧主动短路保护电路204可接收来自mcu的mcu信号，以及来自逆变器205的电流信号，并根据mcu信号、故障信号以及电流信号三者来生成驱动信号。
58.mcu信号为mcu发出的mcu信号。在逆变器工作正常时，该mcu信号被用于锁住低侧主动短路保护电路204，防止低侧主动短路保护电路204误触发。而当mcu或电压电源出现故障时，该mcu信号将释放低侧主动短路保护电路204，由低侧主动短路保护电路204基于故障信号和电流信号来生成驱动信号(例如驱动信号w、驱动信号v或驱动信号u)。该驱动信号可使得下侧的对应igbt短路，从而保护逆变器205。
59.电流信号(例如图2中的电流信号w、电流信号v或电流信号u)可由逆变器205的相应igbt发出。该电流信号表示流经相应igbt的电流，在低侧主动短路保护电路204通过该信号检测到igbt电流过高以后，将会关断igbt，从而提供过电流保护。
60.应当理解，虽然在上述优选实施例中基于mcu信号、故障信号以及电流信号三者来生成驱动信号，但在其它实施例中可仅基于故障信号来生成驱动信号，或者可仅基于故障信号和mcu信号来生成驱动信号，或者可仅基于故障信号和电流信号来生成驱动信号，此时仅需要将与不使用的电路元件移除或断开即可，本领域技术人员在阅读本技术之后知晓如何实现，在此不再赘述。
61.从图2中也可以看出，对于连接至三相负载mgu的包括三组igbt的逆变器205，可以针对下侧三个igbt中的每一个提供相应的主动短路保护电路子电路，以便接收来自每个igbt的电流信号并向每个igbt提供相应的驱动信号。
62.上面介绍了过压检测电路202和低侧主动短路保护电路204的连接关系以及工作原理，其具体电路结构将在下文中详细描述。
63.过压保护装置示例二
64.参考图3，其示出了根据本说明书实施例的用于逆变器的过压保护的另一示例保护装置300的示意图。
65.保护装置300包括上文参考图2所述的全部电路，并在图2的电路的基础上进行了扩展。例如，保护装置300同样包括过压检测电路202以及低侧主动短路保护电路204，且这两者之间以及与其它元件的连接关系以及其工作原理可参考上文针对图2的描述。
66.不同在于，如图3所示，保护装置300可进一步包括信号隔离电路302、高侧主动短路保护电路304和高侧供电电源306。信号隔离电路302、高侧主动短路保护电路304和高侧供电电源306三者彼此连接。此外，高侧主动短路保护电路304和高侧供电电源306通过信号隔离电路302连接至低侧的电路(例如低侧主动短路保护电路204)。高侧主动短路保护电路304还连接至逆变器205以对逆变器205上侧的igbt提供驱动信号(例如图3上侧的驱动信号w、驱动信号v或驱动信号u)。
67.信号隔离电路302可隔离上下侧之间(也即信号隔离电路302的输入侧和输出侧之间)的高压，以使上侧的各电路能够正常工作。在此情况下，低侧主动短路保护电路204还输出互锁信号(例如互锁信号w、互锁信号v或互锁信号u)至信号隔离电路302(例如信号隔离电路w、信号隔离电路v或信号隔离电路u)的输入侧。信号隔离电路302可接收来自该互锁信号，将该互锁信号进行反向，并将反向互锁信号(例如反向互锁信号w、反向互锁信号v和反向互锁信号u)传递至上侧的各电路(例如高侧主动短路保护电路304)。也就是说，互锁信号由低侧主动短路保护电路204通过信号隔离电路302经反向后传递至高侧主动短路保护电路304和/或高侧供电电源306，用于保证在过压故障发生及低侧igbt导通时，高侧的igbt始终处于关断状态，而当低侧igbt故障时，导通高侧igbt。
68.高侧主动短路保护电路304(例如高侧主动短路保护电路w、高侧主动短路保护电路v和高侧主动短路保护电路u)可接收信号隔离电路302发出的反向互锁信号，并基于反向互锁信号导通上侧三个igbt。
69.在图3所示的示例中，高侧主动短路保护电路304还可接收来自mcu的mcu信号(例如mcu信号b/mcu信号c)。mcu信号允许通过mcu控制高侧主动短路保护电路304的操作。
70.此外，高侧主动短路保护电路304还可接收来自逆变器的上侧的igbt的电流信号(例如图3中上侧的电流信号w、电流信号v或电流信号u)，并基于电流信号来控制高侧主动短路保护电路304的操作。
71.也就是说，高侧主动短路保护电路304可仅基于反向互锁信号、可基于反向互锁信号和来自mcu的mcu信号两者、可基于反向互锁信号和来自逆变器的电流信号两者、或可基于反向互锁信号以及来自mcu的mcu信号和来自逆变器的电流信号三者来操作，以便生成驱动信号(例如图3中上侧的)以导通所述逆变器中的上侧的igbt。
72.在图3中，高侧供电电源306可接收驱动电源电压，例如图3中的驱动电源(例如驱动电源w、驱动电源v或驱动电源u)。驱动电源提供高侧供电电源306的输入电压。
73.高侧供电电源306可储存驱动电源的电力，同时受反向互锁信号及mcu信号(例如mcu信号a)控制，以便通过高侧供电(例如高侧供电w、高侧供电v或高侧供电u)来对高侧主动短路保护电路304供电。
74.在下侧正常工作时，内部储能元件始终处于充电状态且利用驱动电源直接对高侧主动短路保护电路304及信号隔离电路302进行供电。而当mcu信号和驱动电源消失且互锁信号指示出下侧出现故障后，将会通过内部储能电路进行供电。通过这种设计，可保证在下侧出现故障时上侧的保护电路部分仍可正常工作。
75.如图3所示，可存在两路mcu信号：mcu信号a以及mcu信号_b/c。mcu信号a可由mcu(图中未示出)发出，可用于控制高侧供电电源306内部的继电器导通。mcu信号b/mcu信号c同样为可由mcu发出的mcu信号，可用于控制高侧主动短路保护电路304，以便用于在mcu及低压电源无故障时允许mcu主动控制上侧igbt导通或关断。
76.可以看出，与保护装置200相比，保护装置300增加了上侧三个igbt的保护电路。通过这种方式，即便下侧的igbt出现故障，仍旧可以做出主动短路保护动作，从而相对于保护装置200进一步增加了可靠性。
77.可以领会，虽然在图3中示出通过来自mcu的mcu信号，然而应当领会，在一些其它示例中，高侧供电电源306或高侧主动短路保护电路304中的一者或两者可不接收来自mcu的mcu信号，此时仅需要将相应元件移除或断开，本领域技术人员在阅读本技术之后知晓如何实现，在此不再赘述。在不接收来自mcu的信号的情况下，虽然无法通过mcu控制相应的元件，但该保护电路的基本功能仍然可以实现，即仍然可以基于反向互锁信号来在必要时在高侧提供保护。
78.下面对每个电路元件的具体电路结构进行描述。
79.过压保护装置示例三
80.参考图4，其示出了根据本说明书实施例的用于逆变器的过压保护的又另一示例保护装置400的示意图。
81.保护装置400类似于保护装置300，其不同在于，在电路400中不包括高侧供电电
源，而是包括高压隔离电源(如图4所示的高侧隔离电源402)。高压隔离电源输入端连接至高压母线正负连接点p/n两点，输出端为指定的电压，同时对高侧主动短路保护电路u/v/w进行供电。该电源不仅实现将高压电转换为指定的低压电的功能，同时提供输入侧(高压母线正负连接点)与输出侧以及输出侧相互之间的电气隔离，保证了电路各部分的正常工作。
82.高压隔离电源将逆变器的高压母线电压作为输入电压，从而利用该过压电压本身来为高侧的各种电路(例如高侧主动短路保护电路304等)提供电力。
83.通过这种方式，即便在供电电源出现故障时高侧也仍能正常操作，从而能应对更多的故障情形，进一步提高了可靠性。
84.可以看出，在优选示例中，低侧的保护电路和高侧的保护电路两者都可通过逆变器本身的过电电压所产生的电力来供电，或者两者都通过另外的电源来供电，又或者一个通过专门的驱动电源来供电而另一个通过过电电压来供电。本领域技术人员可以根据需要进行选择。
85.过压检测电路示例一
86.参考图5，其示出了根据本说明书实施例的过压检测电路的第一示例的示意图。
87.如图5所示，过压检测电路202可包括：稳压管d1和d2；防反二极管d3；齐纳二极管d4；电解电容c1和c2；以及限流电阻r1和r2。
88.如图5所示，电解电容c1的两端分别连接至高压母线负连接点n和故障信号端。当高压母线正连接点p、高压母线负连接点n两点间的电压超过齐纳二极管d4的击穿值后，该过高的电压会把电解电容c1充电至稳压管d1的稳压值附近，并将所述电解电容c1两侧的电压最终作为故障信号从稳压管d1的一侧输出。
89.类似地，电解电容c2的两端分别连接至高压母线负连接点n和低侧供电端。当p、n两点间的电压超过齐纳二极管d4的击穿值后，该过高的电压会把电解电容c2充电至稳压管d2的稳压值附近，并最终作为低侧供电电压从稳压管d2的一侧输出。通常，稳压管d2的稳压值低于稳压管d1的稳压值，保证后级低侧主动短路保护电路204中的mosfet能够正常导通。
90.二极管d3可用于防止低侧供电电压过低时，所接电路电压倒灌进低侧供电电路，限流电阻r1可用于限制流过稳压管d1的电流值，保证稳压管工作在合理的稳压值，而限流电阻r2可用于限制流过稳压管d2的电流值，保证稳压管d2工作在合理的稳压值。这些元件的相应参数可由本领域技术人员根据需要选择，在此不再赘述。
91.过压检测电路示例二
92.参考图6，其示出了根据本说明书实施例的过压检测电路的第二示例的示意图。
93.如图6所示，过压检测电路202可包括：稳压管d1和d2；防反二极管d3；电解电容c1和c2；晶体管t1以及限流电阻r1和r2。与图5的不同在于，在图6的示例中，用晶体管t1来代替齐纳二极管d4。
94.如图6所示，电解电容c1的两端分别连接至高压母线负连接点n和低侧供电端。当高压母线正连接点p、高压母线负连接点n两点之间电压高于预先的设计值时，稳压管d1将为晶体管t1提供开通电压。当晶体管t1管开通后，p、n两点之间的电压将把电解电容c1充电至稳压管d1的稳压值附近，并最终作为对低侧进行供电的低侧供电电压输出。
95.类似地，电解电容c2的两端分别连接至高压母线负连接点n和故障信号端。当p、n两点之间电压高于预先的设计值时，稳压管d1将为晶体管t1提供开通电压，当晶体管t1管
开通以后，将会利用p、n两点之间的电压把c2充电至稳压管d2的稳压值附近，稳压管d2的稳压值高于稳压管d1的稳压值，保证后级低侧主动短路电路中的mosfet能够正常导通，并最终作为故障信号输出。
96.二极管d3可用于防止低侧供电电压过低时，所接电路电压倒灌进低侧供电电路，限流电阻r1可用于限制流过稳压管d1的电流值，保证稳压管工作在合理的稳压值，而限流电阻r2可用于限制流过稳压管d2的电流值，保证稳压管d2工作在合理的稳压值。
97.低侧主动短路保护电路示例一
98.参考图7，其示出了根据本说明书实施例的低侧主动短路保护电路204的第一示例的示意图。
99.如图7所示，低侧主动短路保护电路可包括：电阻r1、r2、r3、r4、r5；比较器i1、i2；晶体管t1以及触发器。
100.如图7所示，比较器i2的正端可通过电阻r4连接至故障信号，而负端可直接连接至mcu信号。当电机控制相关电路出现故障时，mcu信号将会输出低电平，如果此时故障信号为高，且触发器q端为低电平，则比较器i2将会输出高电平，从而作为驱动信号驱动晶体管t1导通，最终实现igbt的导通动作。在优选示例中，比较器i2输出的电平还可作为互锁信号输出到信号隔离电路。
101.如图7所示，比较器i1正端可连接至相应igbt的电流信号引脚，比较器i1负端可连接至电阻r2和电阻r5所产生的参考电压。当该相应igbt的电流信号超过比较器i1负端的参考电压时，比较器i1将会输出高电平作为触发器cp端的触发信号，触发器将会根据d端电平对q端电平进行更新，如果此时故障信号为高电平，则触发器将会输出高电平至比较器i2负端，从而实现对晶体管t1的关断，最终实现对该相应igbt的关断。
102.电阻r3和r4可用于对故障信号进行分压，以便产生合适的电压输出至比较器i2的正端；电阻r2和r5可用于对低侧供电进行分压，从而产生合适的参考电压输出至比较器i1的负端；电阻r1为触发器的输出电阻，可用于调节触发器q端的输出阻抗。
103.低侧主动短路保护电路示例二
104.参考图8，其示出了根据本说明书实施例的低侧主动短路保护电路204的第二示例的示意图。
105.如图8所示，低侧主动短路保护电路可包括：电阻r1、r2、r3、r4、r5；比较器i1、i2；三极管t1以及触发器。与图7的不同在于，在图8的示例中，用三极管t1来替换图7中的场效应晶体管t1，且比较器i2的供电变更为低侧供电。
106.如图8所示，比较器i2正端可通过电阻r4连接至故障信号，负端直接连接至mcu信号。当电机控制相关电路出现故障时，mcu信号将会输出低电平，如果此时故障信号为高，且触发器q端为低电平，比较器i2将会输出高电平，驱动三极管t1导通且作为互锁信号输出，最终实现igbt的导通动作。
107.如图8所示，比较器i1正连接至igbt电流信号引脚，负端连接至电阻r2和电阻r3所产生的参考电压。当检测到igbt电流信号超过负端的参考电压时，比较器i1将会输出高电平作为触发器cp端的触发信号，触发器将会根据d端电平对q端电平进行更新，如果此时故障信号为高电平，触发器将会输出高电平至比较器i2负端，实现对三极管t1的关断，最终实现对igbt的关断。
108.电路中的电阻r4和电阻r5用于对故障信号进行分压，产生合适的电压输出至i2的正端；电阻r2和电阻r3用于对低侧供电进行分压，产生合适的参考电压输出至i1的负端；电阻r1为触发器的输出电阻，调节触发器q端的输出阻抗。
109.信号隔离电路示例
110.参考图9，其示出了根据本说明书实施例的信号隔离电路302的示例的示意图。
111.如图9所示，信号隔离电路可包括电压隔离芯片组成，该芯片在对igbt上下侧电压进行隔离的同时，还可以对互锁信号进行反向。可选地，该信号隔离电路可在下侧使用低侧供电电压进行供电。此外，可选地，信号隔离电路可在上侧使用高侧供电1电压进行供电。此外，该信号隔离电路在输入端(in)接收来自低侧主动短路保护电路的互锁信号，并对其进行反向，在其输出侧(out)输出反向互锁信号。在其它示例中，可使用其它供电方式。例如，可使用独立的电源来为上侧或下侧提供电力。
112.高侧主动短路保护电路示例一
113.参考图10，其示出了根据本说明书实施例的高侧主动短路保护电路304的第一示例的示意图。
114.如图10所示，高侧主动短路保护电路可包括：电阻r1、r2、r3、r4、r5；比较器i1、i2；场效应晶体管t1、t2；电解电容c1；防反二极管d1。
115.如图10所示，比较器i1正端连接mcu信号c和互锁信号，负端通过防反二极管d1连接至mcu信号b。当电机控制相关电路出现故障时，mcu信号b/c将会输出低电平，如果此时互锁信号输出高电平，该电平高于电解电容c1两端电平，则比较器i1将会输出高电平，驱动n型场效应晶体管t2导通，从而拉低p型场效应晶体管t1的门极并导通t2，最终实现igbt导通。
116.如图10所示，比较器i2正端连接至相应igbt的电流信号引脚，比较器i2负端连接至电阻r4和电阻r5所产生的参考电压。当该相应igbt电流信号超过比较器i2负端的参考电压时，比较器i2将会输出高电平至比较器i1的负端，输出的高电平高于互锁信号的高电平，因此比较器i1将输出低电平，关断场效应晶体管t1和t2，从而最终实现该相应igbt的关断。
117.电路中的电阻r1和电阻r2为下拉电阻，防止引脚悬空造成的误动作；电阻r3为晶体管t1的门极上拉电阻，保证晶体管t1的正常通断；电阻r4和r5用于对高侧供电1进行分压，产生合适的参考电压输出至比较器i2的负端；电解电容c1用作储能电容使用，保证当mcu信号b拉低时，比较器i1负端可以保持一定时间的高电平；二极管d1为防反二极管，可用于防止mcu信号b低电平时电解电容c1储存的电量被迅速释放掉。
118.高侧主动短路保护电路示例二
119.参考图11，其示出了根据本说明书实施例的高侧主动短路保护电路304的第二示例的示意图。
120.如图11所示，高侧主动短路保护电路可包括：电阻r1、r2、r3、r4；比较器i1、i2；三极管t1；电解电容c1；防反二极管d1。与图10的不同在于，在图11的示例中，用一颗三极管t1来替换图10中的场效应晶体管t1及t2，且仅有一个高侧供电2。
121.如图11所示，比较器i1正端连接mcu信号c和互锁信号，负端通过防反二极管d1连接至mcu信号b。当电机控制相关电路出现故障时，mcu信号b/c将会输出低电平，如果此时互锁信号输出高电平，该电平高于电解电容c1两端的电压，则比较器i1将会输出高电平，驱动
三极管t1导通，最终实现igbt导通。
122.如图11所示，比较器i2正连接至igbt电流信号引脚，负端连接至电阻r3和电阻r4所产生的参考电压。当检测到igbt电流信号超过负端的参考电压时，比较器i2将会输出高电平至比较器i1的负端，该电平高于互锁信号高电平，因此比较器i1将输出低电平，关断三极管t1，最终实现igbt的关断。
123.电路中的电阻r1和电阻r2为下拉电阻，可用于防止引脚悬空造成的误动作；电阻r3和电阻r4可用于对高侧供电2进行分压，产生合适的参考电压输出至i2的负端；电解电容c1可用作储能电容使用，保证当mcu信号b拉低时，比较器i1负端可以保持一定时间的高电平；二极管d1为防反二极管，可用于防止mcu信号b低电平时电解电容c1储存的电量被迅速释放掉。
124.高侧供电电源示例一
125.参考图12，其示出了根据本说明书实施例的高侧供电电源306的第一示例的示意图。
126.如图12所示，高侧供电电源可包括：电阻r1；电解电容c1；防反二极管d1；稳压二极管d2。
127.如图12所示，稳压二极管d2正极连接ground(接地)，即三相输出端，稳压二极管负连接高侧供电1，保证高侧供电1按照设定好的稳压值输出。
128.如图12所示，电解电容c1负连接ground，即三相输出端，正端可连接至高侧供电2；优选地，电解电容c1的容值可选择大容值，或者也可以用超级电容来替代。当驱动电源出现故障时，将会利用电解电容c1储存的能量对高侧供电1和高侧供电2进行供电。
129.电路中的电阻r1为稳压二极管d2的限流电阻，保证稳压二极管d2工作在设定的稳压值；二极管d1为防反二极管，防止在驱动电源电压过低时，电解电容c1端储存电量被迅速释放掉。
130.高侧供电电源示例二
131.参考图13，其示出了根据本说明书实施例的高侧供电电源的第二示例的示意图。
132.如图13所示，高侧供电电源可包括：电解电容c1；防反二极管d1；电池；继电器。
133.如图13所示，电池负极连接ground，即三相输出端，电池正极连接高侧供电1，保证当驱动电源出现故障时高侧供电1不受影响。
134.如图13所示，继电器一端连接电池正极，另外一端连接高侧供电2。在电机控制相关电路正常工作时，mcu信号控制继电器导通，保证驱动电源始终对电池进行充电，且作为高侧供电1的输入电源；当电机控制相关电路出现故障时，如果互锁信号为高，将会控制继电器导通，从而利用电池对高侧供电2进行供电。
135.电路中的二极管d2为防反二极管，可用于防止电池电压高于驱动电源时造成能量倒灌；电解电容c1为高侧供电2的储能电容，主要起到滤波作用。
136.高压隔离电源示例
137.参考图14，其示出了根据本说明书实施例的高压隔离电源402的第一示例的示意图。
138.如图14所示，高压隔离电源可包括：电解电容c2、c3、c4，高压电容c1；整流二极管d1、d2、d3；场效应晶体管t1；变压器l1。
139.如图14所示，变压器分为原边绕组1和副边绕组2、3、4；其中原边绕组1两端分别连接高压母线正的p点，以及场效应晶体管的d极；副边绕组2、3、4一端分别连接三相输出线的a、b、c三点，另外一端则分别连接二极管d1、d2、d3的正极。变压器l1各绕组之间相互绝缘，在将高压母线的能量传输至高侧供电u/v/w的同时，保证了高压母线及高侧供电u/v/w相互间的绝缘隔离。同时，通过预先调节原副边绕组之间的匝数比，可以将高侧供电u/v/w的输出电压控制在合理范围内。
140.如图14所示，场效应晶体管t1的g极接受pwm脉宽调制开关信号，d极连接变压器l1的绕组1，s极连接高压母线负的n点。场效应晶体管通过接收来自专用电源芯片发出的pwm脉宽调制开关信号，按照一定频率及占空比交替导通d/s极，最终将高侧供电u/v/w的输出电压准确的控制在固定数值。
141.电路中的电容c1为输入储能电容，用于对输入端电源进行滤波；电容c2、c3、c4为电解电容，主要起到滤波作用；二极管d1、d2、d3为整流二极管，作用为将副边绕组2、3、4传递出的交流电压整流为直流电压。
142.可以领会，虽然在上文中可能仅针对一个相位描述了各电路的具体电路结构，但本领域技术人员应当领会，其它相位可被类似地实现。
143.在本说明书的另一实施例中，还公开了一种逆变器系统，该逆变器系统可包括逆变器和如本说明书实施例所述的逆变器保护装置。
144.在本说明书的又一实施例中，还公开了一种电动车辆，该电动车辆可包括如上所述的逆变器系统。该电动车辆例如可以是电动汽车、电动无人运输载具或电动自行车等。该电动车辆还可包括电动飞行器，例如无人飞行器等。
145.本说明书的多个实施例公开了特定的电路元件及其特定的连接方式。然而应该领会，本领域技术人员在本说明书的教导之下可使用更多、更少或不同的电路元件及其组合来实现具有相同或相似功能的模块，这些均落入本发明的保护范围。
146.应该理解，本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同或相似的部分互相参考即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于装置和系统实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参考方法实施例的部分说明即可。
147.应该理解，上述对本说明书特定实施例进行了描述。其它实施例在所附权利要求书的范围内。在一些情况下，在权利要求书中记载的动作或步骤可以按照不同于实施例中的顺序来执行并且仍然可以实现期望的结果。另外，在附图中描绘的过程不一定要求示出的特定顺序或者连续顺序才能实现期望的结果。在某些实施方式中，多任务处理和并行处理也是可以的或者可能是有利的。
148.应该理解，本文用单数形式描述或者在附图中仅显示一个的元件并不代表将该元件的数量限于一个。此外，本文中被描述或示出为分开的模块或元件可被组合为单个模块或元件，且本文中被描述或示出为单个的模块或元件可被拆分为多个模块或元件。
149.还应理解，本文采用的术语和表述方式只是用于描述，本说明书的一个或多个实施例并不应局限于这些术语和表述。使用这些术语和表述并不意味着排除任何示意和描述(或其中部分)的等效特征，应认识到可能存在的各种修改也应包含在权利要求范围内。其他修改、变化和替换也可能存在。相应的，权利要求应视为覆盖所有这些等效物。
150.同样，需要指出的是，虽然已参照当前的具体实施例来描述，但是本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本说明书的一个或多个实施例，在没有脱离本发明精神的情况下还可做出各种等效的变化或替换，因此，只要在本发明的实质精神范围内对上述实施例的变化、变型都将落在本技术的权利要求书的范围内。