專利名稱：Igbt過流保護電路的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及變頻器、伺服驅動器等使用IGBT驅動電機的領域，更具體地說， 涉及一種IGBT過流保護電路。
背景技術：
IGBT由于驅動功率小而飽和壓降低，被廣泛應用于直流電壓為600V及以上的變流系統如交流電機、變頻器、開關電源、照明電路、牽引傳動、伺服驅動器、變流器等電力電子設備。在上述設備中，IGBT的性能很大程度的影響了這些設備的整體性能和工作可靠性。為解決IGBT的高性能和可靠驅動問題，必須對IGBT電流進行準確檢測，以作為過流保護的依據。如圖1所示，目前對于IGBT電流檢測的方法主要有如下四種(1)電流檢測器與濾波電容串聯(即位于圖1中的位置①)，該處的電流檢測器能夠檢測出支路短路、串聯支路短路輸出UVW相間短路和輸出UVW對地短路，但其檢測精度相對較低；(2)電流檢測器與直流電源母線串接(即位于圖1中的位置②)，該處的電流檢測器能夠檢測出支路短路、串聯支路短路、輸出UVW相間短路和輸出UVW對地短路，但同樣檢測精度較低；(3)電流檢測器與三相輸出端串接(即位于圖1中的位置③)，該處的電流檢測器能夠檢測出輸出UVW相間短路和輸出UVW對地短路，檢測精度相對較高，但成本相對較高；(4)電流檢測器與每個IGBT直接串聯(即位于圖1中的位置③)，該處的電流檢測器能夠檢測出支路短路、串聯支路短路輸出UVW相間短路和輸出UVW對地短路，且檢測精度較高，但成本相對較高。
實用新型內容本實用新型要解決的技術問題在于，針對現有IGBT驅動電路中高精度電流檢測成本高的缺陷，提供一種低成本的IGBT過流保護電路。本實用新型解決其技術問題所采用的技術方案是提供一種IGBT過流保護電路， 其特征在于，包括用于檢測IGBT驅動電路的母線電流的電流檢測器及用于控制IGBT驅動電路PWM輸出的數字信號處理器，所述電流檢測器包括串接于直流母線負極的分流電阻、 采集所述分流電阻兩端電壓的電壓采集電路、將采集的電壓與參考電壓進行比較的比較器、根據所述比較器的比較結果向數字信號處理器輸出控制信號的光耦。在本實用新型所述的IGBT過流保護電路中，所述比較器與光耦之間連接有一個設置有門檻電壓的穩壓二極管。在本實用新型所述的IGBT過流保護電路中，所述比較器的輸出端經由所述穩壓二極管連接到光耦輸入端的負極。在本實用新型所述的IGBT過流保護電路中，還包括位于比較器輸入端和輸出端之間的回差電路。[0013]在本實用新型所述的IGBT過流保護電路中，所述回差電路包括依次連接的第一電阻、兩個并聯的二極管、第二電阻以及電容，所述第一電阻還連接到比較器的第一輸入端，所述比較器的輸出端連接到電容。在本實用新型所述的IGBT過流保護電路中，所述光耦為高速光耦。在本實用新型所述的IGBT過流保護電路中，所述電壓采集電路包括將采集的電壓信號進行放大的電壓放大電路，所述電壓放大電路的輸出端連接到比較器的第二輸入端。本實用新型的IGBT過流保護電路，通過在IGBT驅動電路的直流母線負極使用分流器進行電流檢測，與IGBT下橋共用一路電源，節約了整個電路的成本。此外，本實用新型的光耦采用高速光耦，提高了響應速度。并且本實用新型還通過增加回差電路，提高了穩定性。
圖1是現有IGBT驅動電路的電流檢測位置示意圖。圖2是本實用新型IGBT過流保護電路電流檢測位置實施例的示意圖。圖3是本實用新型IGBT過流保護電路中電流檢測部分實施例的示意圖。
具體實施方式
為了對本實用新型的技術特征、目的和效果有更加清楚的理解，現對照附圖詳細說明本實用新型的具體實施方式
。如圖2、3所示，是本實用新型IGBT過流保護電路實施例的示意圖。該IGBT過流保護電路位于IGBT驅動電路的直流母線的負極，即圖2所示的A位置，包括該包括用于檢測IGBT驅動電路的母線電流的電流檢測器及用于控制IGBT驅動電路PWM輸出的數字信號處理器(DSP)。當電流檢測器檢測直流母線未過流時，數字信號處理器無輸出信號；電流檢測器檢測直流母線過流時，數字信號處理器封鎖PWM波輸出，保護IGBT不應過流而被損壞。電流檢測器包括分流電阻、電壓采集電路、比較器U22-A以及光耦U2。其中分流電阻串接于直流母線負極(圖中未示出)，在其兩端具有一個電壓差，通過電壓差和分流電阻的阻值即可計算直流母線中的電流。電壓采集電路用于采集分流電阻兩端電壓。比較器 U22-A用于將電壓采集電路所采集的電壓與參考電壓VRFl進行比較，并將比較結果輸出到光耦U2。光耦U2根據比較器U22-A的比較結果向數字信號處理器(DSP)輸出控制信號。由于將電流檢測器設于直流母線負極，無需為比較器U22-A單獨配置一路電源 (若將電流檢測器設于圖1的位置②處，則需要給比較器單獨配置一路電源)，可顯著降低電路成本。電壓采集電路的兩端分別連接到分流電阻的兩端，即觸點N接于分流電阻的高電壓側(圖2中插入點A的左側)、觸點m接于分流電阻的低電壓側(圖2中插入點A的右側)。 為了提高電路的精度，電壓采集電路可包括一個電壓放大電路，用于將采集的分流電阻兩端的電壓值進行放大。該電壓放大電路的輸出端連接到比較器的第二輸入端。電壓采集電路采集的電壓信號經過放大后和參考電壓比較，當放大后的電壓信號小于參考電壓時，比較器U22-A輸出狀態為高阻，光耦U2不導通；當放大后的電壓信號大于參考電壓時，比較器U22-A輸出電壓為-L，光耦導通，從而使數字信號處理器封鎖PWM輸出，從而保護IGBT不應過流而損壞。在IGBT驅動電路中，經常會有電壓尖峰等干擾，為了抑制這類干擾帶來的光耦誤導通，可在比較器U22-A的輸出端增加一個穩壓二極管D25，該穩壓二極管D25設置有一個門檻電壓，從而增強了電路的抗干擾能力。穩壓二極管D25的輸出端連接到光耦U2輸入端的負極。為了防止經放大后的分流電阻兩端電壓信號在參考電壓附近變化時，輸出信號頻繁跳變，可增加一個回差電路，該回差電路位于比較器輸入端和輸出端之間。在本實施例中，回差電路包括依次連接的第一電阻R78、兩個并聯的二極管D26、第二電阻R93以及電容，其中第一電阻R78還連接到比較器U22-A的第一輸入端，比較器U22-A的輸出端連接到電容。上述光耦U2可選用高速光耦，過流信號延遲短，數字信號處理器能在IGBT短路耐受時間內切斷PWM輸出。隨著第四代IGBT短路耐受時間的減少，傳統的分流器加7840的過流保護方案已經不能完全滿足要求。具體表現為7840的信號延遲為4. 99-9. 9 ，而 IGBT短路耐受時間為6 %。本實用新型的IGBT過流保護電路，能夠將過流保護時間控制在5 以下，能夠及時地保護IGBT。上面結合附圖對本實用新型的實施例進行了描述，但是本實用新型并不局限于上述的具體實施方式
，上述的具體實施方式
僅僅是示意性的，而不是限制性的，本領域的普通技術人員在本實用新型的啟示下，在不脫離本實用新型宗旨和權利要求所保護的范圍情況下，還可做出很多形式，這些均屬于本實用新型的保護之內。
權利要求1.一種IGBT過流保護電路，其特征在于，包括用于檢測IGBT驅動電路的母線電流的電流檢測器及用于控制IGBT驅動電路PWM輸出的數字信號處理器，所述電流檢測器包括串接于直流母線負極的分流電阻、采集所述分流電阻兩端電壓的電壓采集電路、將采集的電壓與參考電壓進行比較的比較器、根據所述比較器的比較結果向數字信號處理器輸出控制信號的光耦。
2.根據權利要求1所述的IGBT過流保護電路，其特征在于，所述比較器與光耦之間連接有一個設置有門檻電壓的穩壓二極管。
3.根據權利要求2所述的IGBT過流保護電路，其特征在于，所述比較器的輸出端經由所述穩壓二極管連接到光耦輸入端的負極。
4.根據權利要求1所述的IGBT過流保護電路，其特征在于，還包括位于比較器輸入端和輸出端之間的回差電路。
5.根據權利要求4所述的IGBT過流保護電路，其特征在于，所述回差電路包括依次連接的第一電阻、兩個并聯的二極管、第二電阻以及電容，所述第一電阻還連接到比較器的第一輸入端，所述比較器的輸出端連接到電容。
6.根據權利要求1所述的IGBT過流保護電路，其特征在于，所述光耦為高速光耦。
7.根據權利要求1所述的IGBT過流保護電路，其特征在于，所述電壓采集電路包括將采集的電壓信號進行放大的電壓放大電路，所述電壓放大電路的輸出端連接到比較器的第二輸入端。
專利摘要本實用新型涉及一種IGBT過流保護電路，包括用于檢測IGBT驅動電路的母線電流的電流檢測器及用于控制IGBT驅動電路PWM輸出的數字信號處理器，所述電流檢測器包括串接于直流母線負極的分流電阻、采集所述分流電阻兩端電壓的電壓采集電路、將采集的電壓與參考電壓進行比較的比較器、根據所述比較器的比較結果向數字信號處理器輸出控制信號的光耦。本實用新型通過使電流檢測器與IGBT下橋共用一路電源，可節約整個電路的成本。并且本實用新型可提高電路的抗干擾能力。
文檔編號H02H7/20GK202094613SQ201120184138
公開日2011年12月28日 申請日期2011年6月2日 優先權日2011年6月2日
發明者郭銳 申請人:深圳市匯川技術股份有限公司