一種igbt溫度檢測電路的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種IGBT溫度檢測電路，包括：H橋式差分輸入電路，其輸入端與內置在IGBT中的熱敏電阻連接；光耦隔離放大電路，其輸入端與H橋式差分輸入電路輸出端連接；差分電壓測量電路，其輸入端與光耦隔離放大電路輸出端連接；運放比例放大電路，其輸入端與差分電壓測量電路輸出端連接。本實用新型IGBT溫度檢測電路不同于傳統溫度開關只能檢測是否某一溫度值，通過檢測內置在IGBT內的熱敏電阻可實時監測IGBT溫度，可靠性高；本實用新型采用H橋式差分輸入電路，可抑制共模干擾和電阻溫漂問題；本實用新型電路簡單，成本低，而不需購買國外昂貴的溫度檢測裝置；本實用新型設有光耦隔離放大電路，可實現電氣隔離和遠距離傳輸。
【專利說明】—種IGBT溫度檢測電路
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種溫度檢測電路，尤其是一種IGBT溫度檢測電路。
【背景技術】
[0002]電力電子器件都是溫度敏感器件，風機變流器工作時，作為主要的功率器件IGBT(絕緣柵雙極型晶體管)，其載流能力與其溫度呈比例關系，必須實時監控，保證其工作在一定溫度值下。若IGBT溫度超出設定值，必須降額運行或停機以保證器件安全。
[0003]目前IGBT溫度檢測主要方式有:1.使用溫度開關測量散熱器上靠近IGBT處某一點的溫度，該點溫度與IGBT溫度有一定的函數關系，但其產品價格高昂、誤差大，且只能檢測IGBT溫度是否超過某一值，不能做到實時監測；2.使用熱敏電阻分壓，直接測量散熱器上靠近IGBT處某一點的熱敏電阻上電壓值，間接反映IGBT溫度，其缺點也較為明顯，即在變流器工作時易受到共模干擾，溫度高時誤差大，可靠性不高。
實用新型內容
[0004]為解決上述技術問題，本實用新型的目的是提供一種IGBT溫度檢測電路。
[0005]本實用新型采用的技術方案是:一種IGBT溫度檢測電路，包括:
[0006]H橋式差分輸入電路，其輸入端與內置在IGBT中的熱敏電阻連接；
[0007]光耦隔離放大電路，其輸入端與H橋式差分輸入電路輸出端連接；
[0008]差分電壓測量電路，其輸入端與光耦隔離放大電路輸出端連接。
[0009]所述IGBT溫度檢測電路還包括運放比例放大電路，其輸入端與差分電壓測量電路輸出端連接。
[0010]所述H橋式差分輸入電路包括:
[0011]與熱敏電阻構成串聯回路的第一電阻、第二電阻、第三電阻，第一電阻與第二電阻的連接點與5V電壓輸入連接，熱敏電阻與第三電阻的連接點與輔助地連接；
[0012]與第三電阻構成回路的第四電阻、第二電容，第四電阻與第二電阻和第三電阻的連接點連接，第四電阻與第二電容的連接點作為所述H橋式差分輸入電路的正輸出端，第二電容與第三電阻的連接點與輔助地連接；
[0013]與熱敏電阻構成回路的第一電容、第五電阻，第一電容與第五電阻的連接點作為所述H橋式差分輸入電路的負輸出端，第一電容與熱敏電阻的連接點與輔助地連接，第五電阻與熱敏電阻和第一電阻的連接點連接。
[0014]所述光耦隔離放大電路為光耦芯片，其輸入端包括:第一端口 VDD1、第二端口VIN+、第三端口 VIN-、第四端口 GNDl，所述第一端口 VDDl接入5V電壓，第二端口 VIN+與所述H橋式差分輸入電路的正輸出端連接，第三端口 VIN-與所述H橋式差分輸入電路的負輸出端連接，第四端口 GNDl接輔助地；光耦芯片的輸出端包括:第五端口 GND2、第六端口V0UT-、第七端口 V0UT+、第八端口 VDD2，所述第五端口 GND2接地，所述第六端口 VOUT-與第七端口 VOUT+分別作為所述光耦隔離放大電路的負、正輸出端，第八端口 VDD2接入5V電壓。
[0015]所述光耦芯片的型號為HCPL7840。
[0016]所述差分電壓測量電路包括:第一差分放大器、設置在所述光耦隔離放大電路的正輸出端與第一差分放大器正輸入端之間的第六電阻、設置在所述光稱隔離放大電路的負輸出端與第一差分放大器負輸入端之間的第七電阻、設置在第一差分放大器輸出端與負輸入端之間的第九電阻以及位于光耦隔離放大電路的正輸出端與地之間的第八電阻，所述第一差分放大器輸出端為所述差分電壓測量電路的輸出端。
[0017]所述差分電壓測量電路還包括并聯在光耦隔離放大電路輸出端的TVS管保護電路，所述TVS管保護電路為并連著的第一 TVS管與第三電容，所述第一 TVS管的正、負極分別與光耦隔離放大電路的負、正輸出端連接。
[0018]所述第一差分放大器的型號為TL082。
[0019]所述運放比例放大電路包括:第二差分放大器；分別設置在第二差分放大器負輸入端與地、第二差分放大器輸出端之間的第十電阻、第十三電阻；分別設置在第二差分放大器正輸入端與差分電壓測量電路的輸出端、地之間的第十一電阻、第十二電阻；設置在第二差分放大器輸出端與地之間的第十四電阻、第二 TVS管，所述第十四電阻與第二 TVS管的連接點為運放比例放大電路的溫度電壓輸出端。
[0020]所述第二差分放大器的型號為TL082。
[0021]本實用新型的有益效果:
[0022]1.本實用新型IGBT溫度檢測電路不同于傳統溫度開關只能檢測是否某一溫度值，通過檢測內置在IGBT內的熱敏電阻可實時監測IGBT溫度，可靠性高；
[0023]2.本實用新型采用H橋式差分輸入電路，可抑制共模干擾和電阻溫漂問題；
[0024]3.本實用新型電路簡單，成本低，而不需購買國外昂貴的溫度檢測裝置；
[0025]4.本實用新型設有光耦隔離放大電路，可實現電氣隔離和遠距離傳輸。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0026]下面結合附圖對本實用新型的【具體實施方式】做進一步的說明。
[0027]圖1是本實用新型IGBT溫度檢測電路的原理框圖；
[0028]圖2是H橋式差分輸入電路的電路圖；
[0029]圖3是光耦隔離放大電路的電路圖；
[0030]圖4是差分電壓測量電路的電路圖；
[0031]圖5是運放比例放大電路的電路圖。
【具體實施方式】
[0032]參照圖1-圖5所示，一種IGBT溫度檢測電路，包括:
[0033]H橋式差分輸入電路I，其輸入端與內置在IGBT中的熱敏電阻RT連接；
[0034]光耦隔離放大電路2，其輸入端與H橋式差分輸入電路I輸出端連接；
[0035]差分電壓測量電路3，其輸入端與光耦隔離放大電路2輸出端連接。
[0036]如上所述，本實用新型IGBT溫度檢測電路還包括運放比例放大電路4，其輸入端與差分電壓測量電路3輸出端連接，用于轉換電壓幅值以適應測算溫度電壓信號的匹配。[0037]如圖2所示，H橋式差分輸入電路I包括:
[0038]與熱敏電阻RT構成串聯回路的第一電阻R1、第二電阻R2、第三電阻R3，第一電阻Rl與第二電阻R2的連接點m與5V電壓輸入連接，熱敏電阻RT與第三電阻R3的連接點η與輔助地BGND連接；
[0039]與第三電阻R3構成回路的第四電阻R4、第二電容C2，第四電阻R4與第二電阻R2和第三電阻R3的連接點k連接，第四電阻R4與第二電容C2的連接點j作為所述H橋式差分輸入電路I的正輸出端，第二電容C2與第三電阻R3的連接點ο與輔助地BGND連接；
[0040]與熱敏電阻RT構成回路的第一電容Cl、第五電阻R5，第一電容Cl與第五電阻R5的連接點a作為所述H橋式差分輸入電路I的負輸出端，第一電容Cl與熱敏電阻RT的連接點b與輔助地BGND連接，第五電阻R5與熱敏電阻RT和第一電阻Rl的連接點c連接。
[0041]如圖3所述，光耦隔離放大電路2為光耦芯片Ul，其輸入端包括:第一端口 VDDl、第二端口 VIN+、第三端口 VIN-、第四端口 GNDl，所述第一端口 VDDl接入5V電壓，第二端口VIN+與所述H橋式差分輸入電路I的正輸出端連接，第三端口 VIN-與所述H橋式差分輸入電路I的負輸出端連接，第四端口 GNDl接輔助地BGND ;光耦芯片Ul的輸出端包括:第五端口 GND2、第六端口 V0UT-、第七端口 V0UT+、第八端口 VDD2，所述第五端口 GND2接地，所述第六端口 VOUT-與第七端口 VOUT+分別作為所述光耦隔離放大電路2的負、正輸出端，第八端口 VDD2接入5V電壓。
[0042]本實用新型中光耦芯片Ul的型號為HCPL7840。
[0043]如圖4，差分電壓測量電路3包括:第一差分放大器U2A、設置在所述光耦隔離放大電路2的正輸出端與第一差分放大器U2A正輸入端之間的第六電阻R6、設置在所述光f禹隔離放大電路2的負輸出端與第一差分放大器U2A負輸入端之間的第七電阻R7、設置在第一差分放大器U2A輸出端與負輸入端之間的第九電阻R9以及位于光耦隔離放大電路2的正輸出端與地之間的第八電阻R8，第一差分放大器U2A輸出端為所述差分電壓測量電路3的輸出端。
[0044]此外，差分電壓測量電路3還包括并聯在光耦隔離放大電路2輸出端的TVS管保護電路，TVS管保護電路為并連著的第一 TVS管TVSl與第三電容C3，第一 TVS管TVSl的正、負極分別與光耦隔離放大電路2的負、正輸出端連接。TVS管保護電路可有效防止高壓沖擊對電路的損害。
[0045]如圖5，運放比例放大電路4包括:第二差分放大器U2B ;分別設置在第二差分放大器U2B負輸入端與地、第二差分放大器U2B輸出端之間的第十電阻R10、第十三電阻R13 ；分別設置在第二差分放大器U2B正輸入端與差分電壓測量電路3的輸出端、地之間的第十一電阻R11、第十二電阻R12 ;設置在第二差分放大器U2B輸出端與地之間的第十四電阻R14、第二 TVS管TVS2，所述第十四電阻R14與第二 TVS管TVS2的連接點為運放比例放大電路4的溫度電壓輸出端TOUT。
[0046]本實用新型中第一差分放大器U2A和第二差分放大器U2B的型號為TL082。
[0047]本實用新型IGBT溫度檢測電路不同于傳統溫度開關只能檢測是否某一溫度值，通過檢測內置在IGBT內的熱敏電阻RT可實時監測IGBT溫度，可靠性高；本實用新型采用H橋式差分輸入電路I，可抑制共模干擾和電阻溫漂問題；本實用新型電路簡單，成本低，而不需購買國外昂貴的溫度檢測裝置；本實用新型設有光耦隔離放大電路2，可實現電氣隔離和遠距離傳輸。
[0048]需要說明的是，本實用新型中5V和輔助地BGND表示獨立于普通輸入電壓和接地的另一套電壓輸入與接地系統。
[0049]以上所述僅為本實用新型的優先實施方式，本實用新型并不限定于上述實施方式，只要以基本相同手段實現本實用新型目的的技術方案都屬于本實用新型的保護范圍之內。
【權利要求】
1.一種IGBT溫度檢測電路，其特征在于包括: H橋式差分輸入電路(1)，其輸入端與內置在IGBT中的熱敏電阻(RT)連接； 光耦隔離放大電路(2 )，其輸入端與H橋式差分輸入電路(I)輸出端連接； 差分電壓測量電路(3)，其輸入端與光耦隔離放大電路(2)輸出端連接。
2.根據權利要求1所述的一種IGBT溫度檢測電路，其特征在于:還包括運放比例放大電路(4)，其輸入端與差分電壓測量電路(3)輸出端連接。
3.根據權利要求1所述的一種IGBT溫度檢測電路，其特征在于:所述H橋式差分輸入電路(I)包括: 與所述內置在IGBT中的熱敏電阻(RT)構成串聯回路的第一電阻(R1)、第二電阻(R2)和第三電阻(R3)，第一電阻(Rl)與第二電阻(R2)的連接點(m)與5V電壓輸入連接，熱敏電阻(RT)與第三電阻(R3)的連接點(η)與輔助地(BGND)連接； 與第三電阻(R3)構成回路的第四電阻(R4)、第二電容(C2)，第四電阻(R4)與第二電阻(R2)和第三電阻(R3)的連接點(k)連接，第四電阻(R4)與第二電容(C2)的連接點(j)作為所述H橋式差分輸入電路(I)的正輸出端，第二電容(C2)與第三電阻(R3)的連接點(ο)與輔助地(BGND)連接； 與熱敏電阻(RT)構成回路的第一電容(Cl)、第五電阻(R5)，第一電容(Cl)與第五電阻(R5)的連接點(a)作為所述H橋式差分輸入電路(I)的負輸出端，第一電容(Cl)與熱敏電阻(RT)的連接點(b)與輔助地(BGND)連接，第五電阻(R5)與熱敏電阻(RT)和第一電阻(Rl)的連接點(c)連接。
4.根據權利要求1所述的一種IGBT溫度檢測電路，其特征在于:所述光耦隔離放大電路(2)為光耦芯片(U1)，所述光耦芯片(Ul)的型號為HCPL7840，其輸入端包括:第一端口VDD1、第二端口 VIN+、第三端口 VIN-、第四端口 GND1，所述第一端口 VDDl接入5V電壓，第二端口 VIN+與所述H橋式差分輸入電路(I)的正輸出端連接，第三端口 VIN-與所述H橋式差分輸入電路(I)的負輸出端連接，第四端口 GNDl接輔助地(BGND);光耦芯片(Ul)的輸出端包括:第五端口 GND2、第六端口 VOUT-、第七端口 VOUT+、第八端口 VDD2，所述第五端口GND2接地，所述第六端口 VOUT-與第七端口 VOUT+分別作為所述光耦隔離放大電路(2)的負、正輸出端，第八端口 VDD2接入5V電壓。
5.根據權利要求1所述的一種IGBT溫度檢測電路，其特征在于:所述差分電壓測量電路(3)包括:第一差分放大器(U2A)、設置在所述光耦隔離放大電路(2)的正輸出端與第一差分放大器(U2A)正輸入端之間的第六電阻(R6)、設置在所述光耦隔離放大電路(2)的負輸出端與第一差分放大器(U2A)負輸入端之間的第七電阻(R7)、設置在第一差分放大器(U2A)輸出端與負輸入端之間的第九電阻(R9)以及位于光耦隔離放大電路(2)的正輸出端與地之間的第八電阻(R8)，所述第一差分放大器(U2A)輸出端為所述差分電壓測量電路(3)的輸出端。
6.根據權利要求5所述的一種IGBT溫度檢測電路，其特征在于:所述差分電壓測量電路(3)還包括并聯在光耦隔離放大電路(2)輸出端的TVS管保護電路，所述TVS管保護電路為并連著的第一 TVS管(TVSI)與第三電容(C3)，所述第一 TVS管(TVSl)的正、負極分別與光耦隔離放大電路(2)的負、正輸出端連接。
7.根據權利要求5所述的一種IGBT溫度檢測電路，其特征在于:所述第一差分放大器(U2A)的型號為TL082。
8.根據權利要求2所述的一種IGBT溫度檢測電路，其特征在于:所述運放比例放大電路(4)包括:第二差分放大器(U2B);分別設置在第二差分放大器(U2B)負輸入端與地、第二差分放大器(U2B)輸出端之間的第十電阻(R10)、第十三電阻(R13);分別設置在第二差分放大器(U2B)正輸入端與差分電壓測量電路(3)的輸出端、地之間的第十一電阻(R11)、第十二電阻(R12);設置在第二差分放大器(U2B)輸出端與地之間的第十四電阻(R14)、第二TVS管(TVS2)，所述第十四電阻(R14)與第二 TVS管(TVS2)的連接點為運放比例放大電路(4)的溫度電壓輸出端(TOUT)。
9.根據權利要求8所述的一種IGBT溫度檢測電路，其特征在于:所述第二差分放大器(U2B)的型號為TL082 。
【文檔編號】G01K7/24GK203396510SQ201320336313
【公開日】2014年1月15日 申請日期:2013年6月9日 優先權日:2013年6月9日
【發明者】付靖 申請人:廣東明陽龍源電力電子有限公司