一種具有大功率能量泄放能力的igbt過壓保護電路的制作方法
【專利摘要】本實用新型的名稱為一種具有大功率能量泄放能力的IGBT過壓保護電路。屬于電機調速【技術領域】。主要是解決現有過壓保護電路因不能完全泄放能量以致電壓升高燒損IGBT的問題。它的主要特征是：包括由串接的限流電阻、防反二極管、擊穿二極管、第三電阻、以及并接在擊穿二極管上的第二電阻構成的電壓監測電路；由可控硅構成的泄放電路，泄放電路與電壓監測電路并接；由串接的穩壓二極管、第二二極管和第三二極管構成的可控硅觸發電路，可控硅觸發電路并接在第三電阻兩端，第二二極管和第三二極管的陰極與可控硅的控制極相連。本實用新型具有快速檢測過電壓，達到保護閥值即提供能量泄放通道，從而避免IGBT燒損的特點，主要用于轉子變頻調速系統中IGBT模塊的過壓保護。
【專利說明】一種具有大功率能量泄放能力的IGBT過壓保護電路
【技術領域】
[0001]本實用新型屬于電機調速【技術領域】，涉及功率器件保護電路，特別是一種IGBT過壓保護電路。
【背景技術】
[0002]轉子變頻調速系統通過將電機轉差功率回饋電網或電機的內饋繞組，達到調節電機轉速的目的，因其只需要控制電機轉差功率，相比電機功率其所需的容量大大減小，所以是一種高效的調速系統，在風機水泵等平方轉矩負載領域得到廣泛的應用，取得了良好的節能效果。在公知的技術中，現有的轉子變頻調速系統主要采用三相橋式整流電路將轉子繞組輸出電勢整流成直流，然后經過IGBT、電感、二極管和電壓組成的斬波升壓電路升高直流電壓，再經過由可控硅或者IGBT組成的三相逆變電路逆變回電網或電機內饋繞組。因電網閃變、停電或者其它原因造成逆變回路故障后，直流回路中積聚的能量無法回饋電網或被電機內饋繞組消耗，而電機轉子繞組中的電磁能量還繼續通過整流電路流向直流回路，導致直流回路電壓升高，引起IGBT過壓燒損。傳統的IGBT過壓吸收電路如壓敏電阻、阻容吸收等因其只能吸收有限的能量，在此情況下達不到保護作用。
【發明內容】
[0003]本實用新型的目的是針對現有技術的不足，提供一種快速檢測過電壓，同時當電壓達到保護閥值后提供能量泄放通道，避免電壓繼續升高的電路，最終達到保護IGBT不會因逆變故障而損壞的目的，從而提高轉子變頻系統的可靠性。
[0004]本實用新型的技術解決方案是:一種具有大功率能量泄放能力的IGBT過壓保護電路，其特征在于:包括由串接的限流電阻、防反二極管、擊穿二極管、第三電阻、以及并接在擊穿二極管上的第二電阻構成的電壓監測電路I ;由可控硅構成的泄放電路，泄放電路與電壓監測電路并接；由串接的穩壓二極管、第二二極管和第三二極管構成的可控硅觸發電路，第二二極管和第三二極管的陰極相接，可控硅觸發電路并接在第三電阻兩端，第二二極管和第三二極管的陰極與可控硅的控制極相連。
[0005]本實用新型由于采用由電壓監測電路、可控硅觸發電路和泄放電路構成的IGBT過壓保護電路，其中，電壓監測電路由串接的限流電阻R1、防反二極管D1、擊穿二極管BOD1、第三電阻R3、以及并接在擊穿二極管BODI上的第二電阻R2構成，泄放電路由可控硅Vl構成，泄放電路與電壓監測電路I并接，可控硅觸發電路2由串接的穩壓二極管D4、第二二極管D2和第三二極管D3構成，第二二極管D2和第三二極管D3的陰極相接，可控硅觸發電路2并接在第三電阻R3兩端，第二二極管D2和第三二極管D3的陰極與可控硅Vl的控制極相連，因而當將本實用新型連接到IGBT模塊Tl上時，若IGBT模塊Tl上的電壓超過電壓檢測電路的閥值時，電壓監測電路I會在第三電阻產生一個電壓，通過可控硅觸發電路2加到可控硅Vl的控制極與陰極之間，使可控硅Vl導通，因可控硅具有通流能力大的特性，使直流回路的能量通過可控硅泄放，短接IGBT，從而避免IGBT的燒損。本實用新型具有快速檢測過電壓，達到保護閥值即提供能量泄放通道，從而避免IGBT燒損的特點。本實用新型主要用于轉子變頻調速系統中IGBT模塊的過壓保護，提高轉子變頻系統的可靠性。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0006]圖1為本實用新型使用的電路圖。
[0007]圖中為電壓監測電路；2為可控硅觸發電路。
【具體實施方式】
[0008]以下結合附圖對本實用新型作進一步說明。
[0009]如圖1所示，本實用新型公開的一種具有大功率能力泄放能力的IGBT過壓保護電路，包括依次連接電壓監測電路1、可控硅觸發電路2、可控硅VI，可控硅Vl構成泄放電路。本實用新型IGBT過壓保護電路連接在待保護的IGBT模塊Tl的集電極與發射極兩端。
[0010]電壓監測電路I包括限流電阻R1、防反二極管D1、擊穿二極管BOD1、第二電阻R2和第三電阻R3，限流電阻Rl —端與IGBT模塊Tl的集電極相連，另一端與防反二極管Dl的陽極相連，防反二極管Dl的陰極與擊穿二極管BODl陽極相連，擊穿二極管BODl的陰極與第三電阻R3—端相連，第三電阻R3的另一端與IGBT模塊Tl的發射極相連，第二電阻R2并聯于擊穿二極管BODl的兩端。
[0011]可控硅觸發電路2包括穩壓二極管D4、第二二極管D2和第三二極管D3，穩壓二極管D4的陰極與電壓監測電路I的擊穿二極管BODl的陰極相連，穩壓二極管D4的陽極與第二二極管D2的陽極相連，第二二極管D2的陰極與可控硅Vl的控制極相連，第三二極管D3的陰極與可控硅Vl的控制極相連，陽極與可控硅Vl的陰極相連。
[0012]可控硅Vl的陽極與IGBT模塊Tl集電極相連，陰極與IGBT模塊Tl的發射極相連，控制極與可控硅觸發電路第二二級管D2的陰極相連。
[0013]在電壓監測電路I中，擊穿二極管BODl在其兩端電壓小于轉折電壓時，將處于截止狀態，當電壓超過轉折電壓時，則迅速轉變為導通狀態，在擊穿二極管BODl處于截止狀態時，因電路中第二電阻R2的阻值遠大于限流電阻Rl和第三電阻R3的阻值，第二電阻R2和與其并聯的擊穿二極管BODl兩端的電壓近視等于IGBT模塊Tl兩端的電壓，第三電阻R3兩端的電壓約為0，則可控硅觸發電路2中的穩壓二極管D4處于截止狀態，可控硅Vl控制極與陰極之間無正向電壓，可控硅Vl處于截止狀態。當IGBT模塊電壓升高時，擊穿二極管BODl兩端的電壓也相應升高，當電壓超過擊穿二極管BODl的轉折電壓時，擊穿二極管BODl馬上轉變為導通狀態，此時擊穿二極管BODl短路，限流電阻Rl和第三電阻組成分壓電路，第三電阻R3兩端的電壓升高，超過穩壓二極管D4的反向擊穿電壓，使穩壓二極管D4從截止狀態轉變成導通狀態，同時第二二極管D2正向導通，可控硅Vl控制極與陰極之間承受正向電壓，使可控硅Vl導通，可控硅導通后，IGBT模塊被可控硅短接，電壓降為0，不再承高電壓，則不會因過電壓發生燒損。圖中過壓監測電路I中的限流電阻Rl起限流作用，在擊穿二極管BODl導通后，可限制流過可控硅Vl的控制極的電流的大小。可控硅觸發電路中第三二極管D3起鉗位作用，鉗制可控硅Vl的控制極和陰極之間的電壓，防止可控硅Vl的控制極電壓過高而損壞可控硅VI。
【權利要求】
1.一種具有大功率能量泄放能力的IGBT過壓保護電路，其特征在于:包括由串接的限流電阻(R1)、防反二極管(D1)、擊穿二極管(B0D1)、第三電阻(R3)、以及并接在擊穿二極管(B0D1)上的第二電阻(R2)構成的電壓監測電路(1);由可控硅(VI)構成的泄放電路，泄放電路與電壓監測電路(1)并接；由串接的穩壓二極管(D4)、第二二極管(D2)和第三二極管(D3)構成的可控硅觸發電路(2)，第二二極管(D2)和第三二極管(D3)的陰極相接，可控硅觸發電路(2)并接在第三電阻(R3)兩端，第二二極管(D2)和第三二極管(D3)的陰極與可控硅(VI)的控制極相連。
【文檔編號】H02H9/04GK204258289SQ201420828667
【公開日】2015年4月8日 申請日期:2014年12月24日 優先權日:2014年12月24日
【發明者】王敏化, 鄧福能, 林武生, 趙世運, 李夏蔚 申請人:萬洲電氣股份有限公司