專利名稱：一種igbt模塊過溫保護電路的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及電力技術領域，特別是涉及一種IGBT模塊過溫保護電路。
背景技術：
IGBT因其既有功率MOSFET易于驅動、控制簡單、開關頻率高的優點，又有功率晶 體管的導通電壓低，通態電流大的優點而在電力電子行業中廣泛使用，而IGBT模塊損壞的 主要原因之一是長時間結溫過高而導致的損壞，所以在其過溫時應對其進行保護。目前，IGBT模塊過溫保護的通用的做法是在安裝IGBT模塊的散熱器表面安裝溫 度傳感器檢測散熱器表面溫度Ts，根據模塊熱阻或者經驗推算IGBT的結溫Tj以設定過溫 保護的門檻值，當過溫發生時由軟件封鎖IGBT的脈沖信號以關斷IGBT使其停止工作。但 散熱器表面與IGBT模塊基板之間的熱阻在組裝過程中將會產生較大的不一致性，而溫度 傳感器的測試點也可能因外界的條件導致不是散熱器的最高溫度點，以上兩點都可能直接 導致根據測試點溫度推算的IGBT結溫與實際結溫相差太大而使保護功能工作不正常。近年IGBT —些新封裝結構的模塊中，內部封裝有溫度傳感器(NTC)，它可 以有效地檢測功率模塊的穩態殼溫(Tc)。模塊內封裝的NTC參數完全相同。將用于測量 模塊殼溫的溫度傳感器直接封裝在模塊內的陶瓷基板(DCB)上，可以大大簡化模塊殼溫Tc 的測量過程，并因其封裝在模塊內部，一致性很高，所以使殼溫Tc推算出的結溫Tj準確度 大大提高。但根據EN50178的要求，必須滿足可能出現的任何故障期間保持安全隔離。由 于IGBT模塊內NTC可能暴露在高壓下(例如短路期間或模塊燒毀后)，用戶還須從外部 進行安全隔離。現在通行做法是將溫度轉化為模擬信號用線性光耦隔離后送到邏輯控制部 分，由軟件判斷溫度狀態進行保護。而線性光耦的成本較高，不適于大批量使用。
實用新型內容本實用新型的目的在于避免現有技術中的不足之處而提供一種IGBT模塊過溫保 護電路。本實用新型的目的通過以下技術措施實現。一種IGBT模塊過溫保護電路，包括三端可調分流基準源TL431、電阻Rl — R9、負 溫度系數電阻溫度傳感器RT、LM324N運算放大器U1A、U1B、U1C、U1D、電容Cl和C2 ；Rl和R2公共端接+ 15V，Rl的另一端接TL431的負極、RT的一端和UlC的正相輸 入端，TL431的正極接地并接R4的一端，R4的另一端和RT的另一端共同接TL431的調節 端，R2的另一端與R3的公共端接UlA的正相輸入端，R3的另一端接地，UlA的反相輸入端 與UlA的輸出端接R5的一端，R5的另一端接R6的一端和UlB的正相輸入端，R6的另一端 接UlB的輸出端和UlD的反相輸入端，UlB的反相輸入端接R7的一端，R7的另一端接UlC 的輸出端和反相輸入端；UlD的正電源端接R8的一端和Cl的一端，R8的另一端接+ 15V，Cl的另一端接 UlD的輸出端，UlD的正相輸入端接地；UlD的負電源端接R9的一端和C2的一端，R9的另一端接一 15V，C2的另一端接UlD的輸出端。本實用新型利用IGBT模塊內部封裝的溫度傳感器溫度檢測準確的優點，又克服 了通常做法中增加的線性光耦成本較高不合適大批量使用的缺陷，相比在散熱器表面安裝 溫度傳感器來進行過溫保護的做法，在不過多增加成本的情況下大大提高了過溫保護的準 確性。并在不因增加線性光耦隔離而導致成本大幅增加的情況下，利用IGBT模塊內部溫度 傳感器采樣IGBT殼溫Tc，在準確的溫度下進行過溫保護。
利用附圖對本實用新型做進一步說明，但附圖中的內容不構成對本實用新型的任 何限制。圖1是本實用新型的IGBT模塊過溫保護電路的一個實施例的電路圖。圖2是本實用新型的IGBT模塊過溫保護電路的一個實施例采用的溫度傳感器的 電阻與溫度曲線圖。
具體實施方式
結合以下實施例對本實用新型作進一步說明。本實用新型的IGBT模塊過溫保護電路的一個實施例如圖1所示，包括三端可調 分流基準源TL431、電阻Rl - R9、負溫度系數電阻溫度傳感器RT、LM324N運算放大器U1A、 U1B、U1C、U1D、電容 Cl 和 C2。Rl和R2公共端接+ 15V，R1的另一端接TL431的負極、RT的一端和UlC的正相輸 入端，TL431的正極接地并接R4的一端，R4的另一端和RT的另一端共同接TL431的調節 端，R2的另一端與R3的公共端接UlA的正相輸入端，R3的另一端接地，UlA的反相輸入端 與UlA的輸出端接R5的一端，R5的另一端接R6的一端和UlB的正相輸入端，R6的另一端 接UlB的輸出端和UlD的反相輸入端，UlB的反相輸入端接R7的一端，R7的另一端接UlC 的輸出端和反相輸入端。UlD的正電源端接R8的一端和Cl的一端，R8的另一端接+ 15V，Cl的另一端接 UlD的輸出端，UlD的正相輸入端接地；UlD的負電源端接R9的一端和C2的一端，R9的另 一端接一 15V，C2的另一端接UlD的輸出端。參考圖1和圖2，TL431和Rl，Rt, R4組成的穩壓電路將Rt的阻值轉化為①點的電 壓Vi ；R2與R3分壓后得到②點電壓Vref ；Vi與Vref分別通過UlC和UlA的電壓跟隨器隔 離后作為UlB和R5，R6，R7組成的遲滯比較器的輸入電壓和參考電壓，遲滯比較器的電壓下 限和回差由Vref，R5，R6決定，UlD作為裝置的輸出電路；R8，R9，Cl，C2作為運放的供電電 源電路。當溫度傳感器溫度超過設定值上限時，Vi就低于下限門檻，UlB翻轉輸出低電平 通過UlD與地作比較，UlD輸出LOCK信號為+15V，可直接用于封鎖IGBT脈沖信號的傳輸； 當溫度傳感器溫度低于溫度回差點時，Vi就超過電壓回差點，UlB翻轉輸出高電平通過UlD 與地作比較，UlD輸出LOCK信號為-15V，可取消封鎖IGBT脈沖信號的傳輸。LOCK信號還可作為過溫狀態信號，通過驅動部分原有的非線性光耦反饋至邏輯控 制部分。[0021]通過該電路，即可不通過光耦達到利用IGBT模塊內部溫度傳感器來對IGBT模塊 進行過溫保護的功能。最后應當說明的是，以上實施例僅用于說明本實用新型的技術方案而非對本實用 新型保護范圍的限制，盡管參照較佳實施例對本實用新型作了詳細說明，本領域的普通技 術人員應當理解，可以對本實用新型的技術方案進行修改或者等同替換，而不脫離本實用 新型技術方案的實質和范圍。
權利要求1. 1. 一種IGBT模塊過溫保護電路，其特征在于包括三端可調分流基準源TL431、電 阻Rl - R9、負溫度系數電阻溫度傳感器RT、LM324N運算放大器U1A、U1B、U1C、U1D、電容Cl 禾口 C2 ；Rl和R2公共端接+ 15V，Rl的另一端接TL431的負極、RT的一端和UlC的正相輸入 端，TL431的正極接地并接R4的一端，R4的另一端和RT的另一端共同接TL431的調節端， R2的另一端與R3的公共端接UlA的正相輸入端，R3的另一端接地，UlA的反相輸入端與 UlA的輸出端接R5的一端，R5的另一端接R6的一端和UlB的正相輸入端，R6的另一端接 UlB的輸出端和UlD的反相輸入端，UlB的反相輸入端接R7的一端，R7的另一端接UlC的 輸出端和反相輸入端；UlD的正電源端接R8的一端和Cl的一端，R8的另一端接+ 15V，Cl的另一端接UlD 的輸出端，UlD的正相輸入端接地；UlD的負電源端接R9的一端和C2的一端，R9的另一端 接一 15V，C2的另一端接UlD的輸出端。
專利摘要一種IGBT模塊過溫保護電路，包括三端可調分流基準源TL431、電阻R1－R9、負溫度系數電阻溫度傳感器RT、LM324N運算放大器U1A、U1B、U1C、U1D、電容C1和C2。本實用新型利用IGBT模塊內部封裝的溫度傳感器溫度檢測準確的優點，又克服了通常做法中增加的線性光耦成本較高不合適大批量使用的缺陷，相比在散熱器表面安裝溫度傳感器來進行過溫保護的做法，在不過多增加成本的情況下大大提高了過溫保護的準確性。并在不因增加線性光耦隔離而導致成本大幅增加的情況下，利用IGBT模塊內部溫度傳感器采樣IGBT殼溫Tc，在準確的溫度下進行過溫保護。
文檔編號H02H3/06GK201918714SQ20102068442
公開日2011年8月3日 申請日期2010年12月28日 優先權日2010年12月28日
發明者蔡旸正 申請人:廣東易事特電源股份有限公司