專利名稱：變頻器制動單元保護電路的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及變頻器制動領域，更具體地說，涉及一種變頻器制動單元保護電路。
背景技術：
制動單元是變頻器中不可或缺的裝置，尤其對于變頻器需急降速、定位、剎車的場合(如電梯、紡織機、造紙機械、離心機、拉絲機、繞線機等)。近年來，對制動単元失效的研究發現，很多都是由于制動電阻短路造成的。為了解決上述原因造成的制動單元失效，通常在制動單元上增加過流保護電路。在制動電路短路時，制動單元檢測到超過額定閾值的大電流，過流保護電路馬上關斷制動的IGBT。此外，還 可在IGBT驅動電路上増加Vce檢測和短路保護電路，從而在制動電阻短路吋，更快的封鎖IGBT驅動信號，關斷IGBT。上述方式在制動電阻短路時確實能很快關斷制動IGBT，但是即便是制動IGBT可靠關斷后，IGBT還是可能損害。經研究發現，在制動電阻短路吋，制動IGBT在關斷后，其Vce電壓仍會超過IGBT額定電壓。因為在制動電阻短路時，制動IGBT雖已關斷，但此時變頻器的母線電容還儲存著能量，會引起變頻器與制動單元連接電纜的雜散電感和變頻器母線電容震蕩，而震蕩的電壓都加在制動IGBT上(震蕩的幅值與變頻器母線電容和連接電纜的雜散電感有夫)，導致IGBT的Vce超過額定而炸機。此外，還可通過在制動單元在主回路上串聯ー個快熔，以實現制動電阻短路保護在制動電阻短路時，短路電流過大，使快熔熔斷，保護制動単元和外接的制動電阻等。該方式雖然能在制動電阻短路時保護制動電阻和外部電路，但會燒斷快熔，同時還可能會出現制動IGBT失效，即不能很好的保護制動IGBT。
實用新型內容本實用新型要解決的技術問題在于，針對上述變頻器制動單元在制動IGBT模塊關閉后因振蕩電壓而導致IGBT模塊損壞的問題，提供一種變頻器制動單元保護電路。本實用新型解決上述技術問題采用的技術方案是，提供一種變頻器制動單元保護電路，所述制動単元包括制動電阻及制動IGBT模塊，其中所述制動電阻的兩端分別連接變頻器的正直流母線及制動IGBT模塊的集電極，所述制動IGBT模塊的發射極連接變頻器的負直流母線，所述保護電路包括動態箝位單元，所述動態箝位單元包括瞬態抑制ニ極管，所述瞬態抑制ニ極管的陽極連接制動IGBT模塊的柵極、陰極連接制動IGBT模塊的集電極且該瞬態抑制ニ極管在所述制動IGBT模塊的Nce電壓超過箝位保護閾值時擊穿。在本實用新型所述的變頻器制動單元保護電路中，所述動態箝位單元包括多個瞬態抑制ニ極管，所述多個瞬態抑制ニ極管串聯連接在所述制動IGBT模塊的柵極和集電極之間。在本實用新型所述的變頻器制動單元保護電路中，所述動態箝位單元還包括與所述瞬態抑制ニ極管串聯的ニ極管，該ニ極管的陰極連接到所述制動IGBT模塊的柵極。在本實用新型所述的變頻器制動單元保護電路中，所述制動IGBT模塊的發射極與變頻器的負直流母線之間設有用于過流保護的電流檢測單元。本實用新型的變頻器制動單元保護電路具有以下有益效果通過動態箝位單元對制動IGBT模塊的Vra電壓震蕩的幅值進行鉗制，從而在制動電阻短路時保護制動IGBT模塊。
圖I是本實用新型變頻器制動單元保護電路實施例的示意圖。
圖2是無動態箝位單元時制動IGBT模塊的Vra在制動電阻短路的波形圖。圖3是有動態箝位單元時制動IGBT模塊的Vra在制動電阻短路的波形圖。
具體實施方式
為了使本實用新型的目的、技術方案及優點更加清楚明白，
以下結合附圖及實施例，對本實用新型進行進一歩詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本實用新型，并不用于限定本實用新型。如圖I所示，是本實用新型變頻器制動單元保護電路實施例的示意圖。在本實施例中，上述的制動單元包括制動電阻R及制動IGBT模塊，其中制動電阻R的兩端分別連接變頻器的正直流母線及制動IGBT模塊的集電極，且制動IGBT模塊的發射極連接變頻器的負直流母線。保護電路包括動態箝位單元11，該動態箝位單元包括瞬態抑制ニ極管(TVS),且該瞬態抑制ニ極管的陽極連接制動IGBT模塊的柵極、陰極連接制動IGBT模塊的集電極。上述瞬態抑制ニ極管在制動IGBT模塊的Nce電壓超過箝位保護閾值時擊穿。上述動態箝位単元11可實時監控制動IGBT模塊的的Vra電壓，一旦制動IGBT模塊的Vra電壓超過鉗位的保護閾值(例如在制動電阻R短路吋)，瞬態抑制ニ極管被擊穿，從而在制動IGBT模塊的集電極C端和柵極G端形成ー個通路，并有ー個充電電流對制動IGBT模塊的柵極電容充電，使已經關斷的制動IGBT模塊再次導通，把制動電阻短路時很大的能量消耗在制動IGBT模塊上，從而抑制了制動IGBT模塊的Vra電壓的震蕩峰值，有效的保護制動IGBT模塊。上述箝位保護閾值例如為IGBT額定工作電壓的O. 8倍。如圖2、3所示，分別為沒有増加動態箝位単元和増加了動態箝位単元的情況下，制動電阻短路時制動IGBT模塊的Vra電壓的波形圖。由該圖可知，在制動電阻短路后，動態箝位電路動作，使制動IGBT模塊再次導通，Vce電壓振蕩幅值被鉗制于動態箝位閾值Vs，從而有效保護制動IGBT模塊。在具體應用中，動態箝位單元11可根據電壓參數采用一個瞬態抑制ニ極管或多個瞬態抑制ニ極管串聯(例如圖I所示的實施例中采用了兩個瞬態抑制ニ極管串聯)來調節動態箝位的電壓值。上述的動態箝位單元11還可包括與瞬態抑制ニ極管串聯的ニ極管，該ニ極管的陰極連接到制動IGBT模塊的柵極、陽極連接到瞬態抑制ニ極管的陽極。該接在制動IGBT模塊柵極的ニ極管，可防止制動IGBT模塊導通時有電流從動態箝位單元11流過。在上述的變頻器制動單元保護電路中，還可增加一個電流檢測單元12，該電流檢測單元12設于制動IGBT模塊的發射極與變頻器的負直流母線之間，可實時檢測最大的連續制動電流，并可用于過流保護。上述變頻器制動單元保護電路，電路簡單可靠，可有效避免制動電阻短路時制動IGBT模塊關斷后，由于變頻器母線電容和變頻器與制動單元之間的連線的雜散電感震蕩引起的制動IGBT模塊的Vra電壓超過額定值而導致制動IGBT模塊失效。以上所述，僅為本實用新型較佳的具體實施方式
，但本實用新型的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本技術領域的技術人員在本實用新型揭露的技術范圍內，可輕易想到的變化或替換，都應涵蓋在本實用新型的保護范圍之內。因此，本實用新型的保護范圍應該以權利要求的保護范圍為準。·
權利要求1.一種變頻器制動單元保護電路,所述制動單元包括制動電阻及制動IGBT模塊,其中所述制動電阻的兩端分別連接變頻器的正直流母線及制動IGBT模塊的集電極，所述制動IGBT模塊的發射極連接變頻器的負直流母線，其特征在于所述保護電路包括動態箝位單元，所述動態箝位單元包括瞬態抑制ニ極管，所述瞬態抑制ニ極管的陽極連接制動IGBT模塊的柵極、陰極連接制動IGBT模塊的集電極且該瞬態抑制ニ極管在所述制動IGBT模塊的Vce電壓超過箝位保護閾值時擊穿。
2.根據權利要求I所述的變頻器制動單元保護電路，其特征在于所述動態箝位單元包括多個瞬態抑制ニ極管，所述多個瞬態抑制ニ極管串聯連接在所述制動IGBT模塊的柵極和集電極之間。
3.根據權利要求I所述的變頻器制動單元保護電路，其特征在于所述動態箝位單元還包括與所述瞬態抑制ニ極管串聯的ニ極管，該ニ極管的陰極連接到所述制動IGBT模塊的柵極。
4.根據權利要求I所述的變頻器制動單元保護電路，其特征在于所述制動IGBT模塊的發射極與變頻器的負直流母線之間設有用于過流保護的電流檢測單元。
專利摘要本實用新型提供了一種變頻器制動單元保護電路，所述制動單元包括制動電阻及制動IGBT模塊，其中所述制動電阻的兩端分別連接變頻器的正直流母線及制動IGBT模塊的集電極，所述制動IGBT模塊的發射極連接變頻器的負直流母線，所述保護電路包括動態箝位單元，所述動態箝位單元包括瞬態抑制二極管，所述瞬態抑制二極管的陽極連接制動IGBT模塊的柵極、陰極連接制動IGBT模塊的集電極且該瞬態抑制二極管在所述制動IGBT模塊的VCE電壓超過箝位保護閾值時擊穿。本實用新型通過動態箝位單元對制動IGBT模塊的VCE電壓的幅值進行鉗制，從而在制動電阻短路時保護制動IGBT模塊。
文檔編號H02M1/32GK202634264SQ201220308560
公開日2012年12月26日 申請日期2012年6月28日 優先權日2012年6月28日
發明者張孝禮 申請人:深圳市匯川技術股份有限公司, 蘇州匯川技術有限公司, 蘇州默納克控制技術有限公司