一種變頻器輸出短路時保護IGBT的電路制造技術

本實用新型專利技術公開了一種變頻器輸出短路時保護IGBT的電路，該電路包括三極管Q1、Q2、Q3、一個或多個IGBT、第一電阻R1、第二電阻R2、第三電阻R3、第四電阻R4、第五電阻R5、一個穩壓二極管Z、一個光耦、與所述IGBT連接的驅動信號輸出端子和一個故障打開信號輸出端子。本實用新型專利技術在變頻器運行過程當中發生短路時，能迅速檢測到母線電流的變化，及時封鎖IGBT驅動信號的輸出，利用關斷模塊保護變頻器的安全，本實用新型專利技術不僅能克服軟件檢測不能及時保護變頻器的缺點，又能減小使用集成保護驅動光耦所帶來的成本壓力，簡單實用，具有很大的經濟意義。（*該技術在2022年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】

—種變頻器輸出短路時保護IGBT的電路
本技術屬于變頻器
，尤其涉及一種變頻器輸出短路時保護IGBT的電路。
技術介紹
IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor,絕緣柵雙極型晶體管)兼有場效應晶體管輸入阻抗高、驅動功率小和雙極型晶體管電壓、電流容量大及管壓降低的特點，是目前變頻器和中、大功率開關電源最普遍使用的電力電子開關器件。目前，IGBT的保護電路主要有兩種檢測方式，一種是電壓檢測方式，一種是電流檢測方式。電壓檢測方式的基本原理是通過檢測IGBT的集電極和發射極的壓降來判斷IGBT 直通或者輸出是否短路。三極管壓降含有短路電流信息，過流時集電極和發射極的電壓降增大，且基本上為線性關系，將檢測過流時的集電極和發射極的電壓降與設定的閾值進行比較，通過比較器的輸出來控制驅動電路的關斷。電流檢測方式是通過檢測輸出電流的大小來判斷電路是否異常。是用IGBT過流檢測的方法，通常是采用霍爾電流傳感器直接檢測IGBT的輸出電流，然后與設定的閾值比較，用比較器的輸出去控制驅動信號的關斷。IGBT能夠承受的短路時間取決于它的飽和壓降和短路電流的大小，一般僅為 10 μ S。變頻器領域現有的短路保護方案基本上是靠集成智能驅動光耦和霍爾檢測來保護 IGBT的，但是采用智能驅動光耦和霍爾保護的成本較高。
技術實現思路
本技術的目的在于提供一種變頻器輸出短路時保護IGBT的電路，旨在降低變頻器的保護成本和在變頻器運行過程當中發生短路時，有效保護變頻器的安全。本技術是這樣實現的，一種變頻器輸出短路時保護IGBT的電路，包括三極管 QU Q2、Q3、一個或多個IGBT、第一電阻R1、第二電阻R2、第三電阻R3、第四電阻R4、第五電阻R5、一個穩壓二極管Ζ、一個光耦、與所述IGBT連接的驅動信號輸出端子和一個故障打開信號輸出端子；所述光稱包括一發光二極管Dl和一光敏三極管Q4 ；所述變頻器的正極母線P連接第一電阻R1，第一電阻Rl的另一端連接所述IGBT 的源極和三極管Ql的發射極，所述IGBT的漏極連接所述變頻器的負極母線N ;三極管Ql的基極與其集電極以及三極管Q2的基極短接，并同時通過第二電阻R2接地，三極管Q2的發射極通過第四電阻R4連接至正極母線P，三極管Q2的集電極通過第三電阻R3接地；三極管Q3的發射極連接穩壓二極管Z的陰極，而穩壓二極管Z的陽極則接地，三極管Q3的集電極通過第五電阻R5連接發光二極管Dl的陰極，發光二極管Dl的陽極連接至正極母線P，三極管Q3的基極連接至三極管Q2的集電極；光敏三極管Q4的集電極連接故障打開信號輸出端子，發射極接地。進一步地，所述變頻器輸出短路時保護IGBT的電路內置于變頻器中。進一步地，所述三極管Ql為PNP型三極管。進一步地，所述三極管Q2為PNP型三極管。進一步地，所述三極管Q3為NPN型三極管。進一步地，所述穩壓二極管Z為6. 8V的穩壓二極管。與現有技術相比，本技術的有益效果是在變頻器運行過程當中發生短路時， 保護IGBT的電路能迅速檢測到母線電流的變化，及時封鎖IGBT驅動信號的輸出，利用關斷模塊保護變頻器的安全，本技術不僅能克服軟件檢測不能及時保護變頻器的缺點，又能減小使用集成保護驅動光耦所帶來的成本壓力，簡單實用，具有很大的經濟意義。附圖說明圖I為本技術提供的變頻器輸出短路時保護IGBT的電路連接示意圖。具體實施方式為了使本技術的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本技術進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本技術，并不用于限定本技術。在本技術實施例中，變頻器輸出短路時保護IGBT的電路在變頻器運行過程當中發生短路時，能迅速檢測到母線電流的變化，及時封鎖IGBT驅動信號的輸出，利用關斷模塊保護變頻器的安全，不僅克服了軟件檢測不能及時保護變頻器的缺點，還減小了使用集成保護驅動光耦所帶來的壓力，簡單實用，具有很大的經濟意義。如圖I所示，本技術實施例提供的變頻器輸出短路時保護IGBT的電路，由三極管Ql、Q2、Q3、絕緣柵雙極型晶體管IGBTl、IGBT2、電阻Rl、R2、R3、R4、R5、一個發光二極管Dl和一個穩壓二極管Z、一個光敏三極管Q4、兩個驅動信號和一個故障打開信號組成，穩壓二極管Z和光敏三極管Q4構成一光耦，所述電路的正極母線P連接第一電阻Rl，Rl的另一端連接絕緣柵雙極型晶體管IGBTl的源極和三極管Ql的發射極，絕緣柵雙極型晶體管 IGBTl的柵極連接第一驅動信號輸出端子I，其漏極連接IGBT2的源極，IGBT2的柵極連接第二驅動信號輸出端子2，其漏極連接負極母線N。三極管Ql的基極與其集電極以及三極管Q2的基極短接，并同時通過第二電阻R2接地，三極管Q2的發射極通過第四電阻R4連接至正極母線P，三極管Q2的集電極通過第三電阻R3接地。三極管Q3的發射極連接穩壓二極管Z的陰極，而穩壓二極管Z的陽極則接地，三極管Q3的集電極通過第五電阻R5連接發光二極管Dl的陰極，發光二極管Dl的陽極連接至正極母線P，三極管Q3的基極連接至三極管Q2的集電極。光敏三極管Q4的集電極連接故障打開信號輸出端子3，發射極接地。本技術通過檢測母線P的電流大小來判斷變頻器的輸出是否短路，在變頻器中的IGBT前面的正極母線P上串接一個第一電阻Rl用于檢測電流，正常情況下，該第一電阻Rl的兩端電壓很小，電流也很小，Ql導通，Q2，Q3處于截止狀態。穩壓二極管Z的電壓為6. 8V，由于其漏電流太小，不能工作，光耦不導通；當IGBTl和IGBT2直通或者是輸出短路時，第一電阻Rl的兩端電壓增大，Q2滿足導通條件，飽和導通，也使得Q3滿足導通條件， 穩壓二極管Z有足夠的漏電流正常工作，光耦導通，光耦副邊也導通，此時，故障打開信號輸出端子3與地導通,為低電平，同時，故障打開信號輸出端子3控制第一驅動信號輸出端子I和第二驅動信號輸出端子2，驅動電路通過第一驅動信號輸出端子I和第二驅動信號輸出端子2關閉變頻器中IGBTl和IGBT2的驅動波，從而起到保護IGBTl和IGBT2的作用。在圖I中，三極管Ql和Q2為PNP型三極管，而三極管Q3則為PNP型三極管。穩壓二極管Z為6. 8V的穩壓二極管。同時，應當理解，圖I中示出了兩個IGBT，具體還可應用于一個或多于兩個IGBT的情形。作為本技術的一個實施例，保護IGBT的電路內置于變頻器中，保護電路的保護閥值可以根據具體功率段，通過調試電路參數來設置，同時，為避免變頻器頻繁地報故障而無法正常使用，上述所設置的保護閥值必須比IGBT過流點高。本技術實施例中，變頻器輸出短路時保護IGBT的電路在變頻器運行過程當中發生短路時，能迅速檢測到正極母線P電流的變化，及時封鎖IGBT驅動信號的輸出，利用關斷模塊保護變頻器的安全，不僅克服了軟件檢測不能及時保護變頻器的缺點，還減小了使用集成保護驅動光耦所帶來的成本壓力，簡單實用，具有很大的經濟意義。以上所述僅為本技術的較佳實施例而已，并不用以限制本技術，凡在本技術的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本技術的保護本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種變頻器輸出短路時保護IGBT的電路，其特征在于，包括三極管Q1、Q2、Q3、一個或多個IGBT、第一電阻R1、第二電阻R2、第三電阻R3、第四電阻R4、第五電阻R5、一個穩壓二極管Z、一個光耦、與所述IGBT連接的驅動信號輸出端子和一個故障打開信號輸出端子；所述光耦包括一發光二極管D1和一光敏三極管Q4；所述變頻器的正極母線P連接第一電阻R1，第一電阻R1的另一端連接所述IGBT的源極和三極管Q1的發射極，所述IGBT的漏極連接所述變頻器的負極母線N；三極管Q1的基極與其集電極以及三極管Q2的基極短接，并同時通過第二電阻R2接地，三極管Q2的發射極通過第四電阻R4連接至正極母線P，三極管Q2的集電極通過第三電阻R3接地；三極管Q3的發射極連接穩壓二極管Z的陰極，而穩壓二極管Z的陽極則接地，三極管Q3的集電極通過第五電阻R5連接發光二極管D1的陰極，發光二極管D1的陽極連接至正極母線P，三極管Q3的基極連接至三極管Q2的集電極；光敏三極管Q4的集電極連接故障打開信號輸出端子，發射極接地。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：宗長棟，王茂峰，池家武，
申請(專利權)人：深圳市步科電氣有限公司，
類型：實用新型
國別省市：