一種浪涌保護電路、igbt電路和加熱器的制造方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及電力電子技術領域，具體地，涉及一種浪涌保護電路、IGBT電路和加熱器。
【背景技術】
[0002]IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor，絕緣棚·雙極型晶體管）是由雙極型三極管BJT和絕緣柵型場效應管MOS組成的復合全控型電壓驅動式功率半導體器件，兼有金氧半場效晶體管MOSFET的高輸入阻抗和電力晶體管GTR的低導通壓降兩方面的優點。
[0003]目前，IH(Indirect Heating，間接加熱、旁熱）電飯煲、電磁爐等，為防止浪涌電壓損壞IGBT等器件而設置了浪涌保護電路。浪涌保護電路在關斷IGBT之后，浪涌能量在短時間內還未能完全釋放;此時IGBT的CE極(集電極C-發射極E)電壓較高，若立即開通IGBT則有擊穿的風險。
[0004]針對立即開通IGBT存在的擊穿風險，一般的處理方式是延時一定的時間才再次開通IGBT ο但此保護方式經常由于保護時間過短而未能有效保護IGBT ；或保護時間過長影響煮飯、加熱效果等，同時電網干擾信號使浪涌保護電路誤保護(一般保護停機IS左右)而造成經常停機工作的情況。
[0005]現有技術中，存在保護時長難以掌控、抗干擾能力弱和用戶體驗差等缺陷。
【實用新型內容】
[0006]本實用新型的目的在于，針對上述缺陷，提出一種浪涌保護電路、IGBT電路和加熱器，以解決通過CE極電壓(例如:CE極電壓)實時檢測對IGBT進行保護和控制，更準確地控制IGBT的通斷，提升IGBT使用的可靠性、避免因電網干擾信號而發生誤保護的問題，從而達到保護時長易掌控、抗干擾能力強和用戶體驗好等效果。
[0007]本實用新型一方面提供一種浪涌保護電路，包括:浪涌保護單元，用于實時檢測待保護IGBT—側的CE極電壓，并在浪涌發生的瞬時對所述IGBT進行浪涌保護;保護解除單元，用于基于對所述IGBT的浪涌保護，實時檢測所述IGBT另一側的CE極電壓，完全釋放并在浪涌能量未完全釋放、和/或所述IGBT另一側的CE極電壓未下降至預設的安全狀態時對所述IGBT進行另一重的浪涌保護，以及在浪涌能量被完全釋放、且所述IGBT另一側的CE極電壓下降至預設的安全狀態時及時解除對所述IGBT的前述浪涌保護。
[0008]其中，所述浪涌保護單元，包括:浪涌檢測模塊，用于通過依次連接于所述IGBT的直流電源輸入側的浪涌電壓瞬間響應電路、采樣電阻R7、隔離二極管Dl和高頻信號濾波電路，獲取所述IGBT靠近電源側的CE極電壓，以確定是否有浪涌發生。
[0009]其中，所述浪涌保護單元，還包括:第一瞬時保護模塊，用于在浪涌發生的瞬時，通過拉低所述IGBT的驅動信號的方式，關斷拉低所述IGBT的驅動信號至預設驅動閾值以下；其中，通過拉低所述IGBT的驅動信號的方式，包括:將至少一個第一比較器UlB和與所述第一比較器UlB的數量匹配的三極管Tl，同時連接于所述IGBT;所述IGBT靠近電源側的CE極電壓作為所述第一比較器UlB的正相輸入端電壓，所述第一比較器UlB的反相輸入端電壓為預設的基準電壓;所述第一比較器UlB的正相輸入端電壓瞬間抬高，使得第一比較器UlB的正相輸入端電壓高于第一比較器UlB的反向輸入端電壓，第一比較器UlB輸出高阻態，使得所述三極管Tl處于導通狀態，所述IGBT的驅動信號被拉低到地。
[0010]進一步地，所述浪涌保護單元，還包括:第二瞬時保護模塊，用于在浪涌發生的瞬時，通過所述IGBT的控制器發出關斷信號的方式，關斷所述IGBT的驅動信號；其中，通過所述IGBT的控制器發出關斷信號的方式，包括:將數量匹配的至少一個所述IGBT的控制器和所述第一比較器U1B，連接于所述IGBT;所述第一比較器UlB輸出的高電平信號，同時輸入到所述控制器的中斷檢測口，所述控制器發出關斷信號。
[0011]其中，所述保護解除單元，包括:釋放量檢測模塊，包括依次連接于所述IGBT遠離直流電源輸入側的第一同步電阻R12和/或第二同步電阻R14、以及第一分壓保護電阻R13和/或第二分壓保護電阻R15，獲取所述IGBT遠離電源側的CE極電壓，以確定浪涌能量是否被完全釋放。
[0012]優選地，所述保護解除單元，還包括:第一檢測結果處理模塊，用于在浪涌能量未被完全釋放、和/或所述IGBT另一側的CE極電壓未下降至預設的安全狀態時，通過所述IGBT的控制器，維持所述IGBT的關斷狀態;其中，通過所述IGBT的控制器，維持所述IGBT的關斷狀態，包括:將數量匹配地至少一個所述IGBT的控制器和第二比較器U2B，連接于所述IGBT;所述IGBT遠離電源側的CE極電壓作為所述第二比較器U2B的正相輸入端電壓，所述第二比較器U2B的反相輸入端電壓為預設的另一基準電壓;所述第二比較器U2B的正相輸入端電壓高于第二比較器U2B的反相輸入端電壓，所述第二比較器U2B輸出高電平信號到所述控制器的I/O口或中斷口，所述控制器關斷IGBT的驅動信號。
[0013]進一步地，所述保護解除單元，還包括:第二檢測結果處理模塊，用于在涌能量被完全釋放、且所述IGBT另一側的CE極電壓下降至預設的安全狀態時，通過所述IGBT的控制器，重新開通所述IGBT;其中，通過所述IGBT的控制器，重新開通所述IGBT，包括:所述IGBT的CE極電壓恢復至預設的安全狀態時，所述比較器U2B的正相輸入端電壓低于比較器U2B的反相輸入端電壓，所述比較器U2B輸出低電平信號到所述控制器的I/O 口或中斷口，所述控制器重新開通所述IGBT的驅動信號。
[0014]與上述裝置和/或電路相匹配，本實用新型再一方面提供一種IGBT電路，包括：IGBT，以及，以上所述的浪涌保護電路;其中，所述浪涌保護電路的輸入端與電源連接，輸出端分別所述IGBT的控制器和所述IGBT的B極連接，以實時檢測待保護IGBT—側的CE極電壓，并在浪涌發生的瞬時對所述IGBT進行浪涌保護;所述保護解除單元的輸入端與電磁單元連接，輸出端與所述IGBT的控制器連接，以實時檢測所述IGBT另一側的CE極電壓，并在浪涌能量未完全釋放、和/或所述IGBT另一側的CE極電壓未下降至預設的安全狀態時對所述IGBT進行另一重的浪涌保護，以及在浪涌能量被完全釋放、且所述IGBT另一側的CE極電壓下降至預設的安全狀態時及時解除對所述IGBT的前述浪涌保護完全釋放;所述IGBT的E極接地，所述電源的負極接地。
[0015]其中，所述電磁單元，包括:連接在所述電源的正極與負極之間的濾波電容Cl，依次連接在所述電源正極與所述IGBT的C極之間的線圈盤LI，以及連接在所述IGBT的C極與浪涌保護解除檢測電路之間的分流電阻R1。
[0016]與上述裝置和/或電路和/或IGBT電路相匹配，本實用新型再一方面提供一種加熱器，包括以上所述的IGBT電路。
[0017]本實用新型的方案，通過實時檢測浪涌發生的瞬時IGBT的CE極電壓(例如:CE極電壓），當浪涌能量完全釋放，CE極電壓(例如:CE極電壓)恢復至安全狀態浪涌保護才得以解除；不僅提高了浪涌發生的瞬時IGBT使用的可靠性，而且提高了加熱器(例如：IH電飯煲煮飯、電磁爐等)的加熱效果等。
[0018]進一步，本實用新型的方案，通過實現浪涌發生的瞬時浪涌能量完全釋放，IGBT的CE極電壓（例如:CE極電壓)恢復至安全狀態IGBT才能再次開通;不僅提高了浪涌發生的瞬時IGBT使用的可靠性，而且提高了加熱器(例如：IH電飯煲煮飯、電磁爐等）的加熱效果，同時避免了電網干擾信號使浪涌保護電路誤保護而造成經常停機工作的情況。
[0019]由此，本實用新型的方案解決利用CE極電壓（例如:CE極電壓）實時檢測對IGBT進行保護和控制，更準確地控制IGBT的通斷，提升IGBT使用的可靠性、避免因電網干擾信號而發生誤保護的問題，從而，克服現有技術中保護時長難以掌控、抗干擾能力弱和用戶體驗差的缺陷，實現保護時長易掌控、抗干擾能力強和用戶體驗好的有益效果。
[0020]本實用新型的其它特征和優點將在隨后的說明書中闡述，并且，部分地從說明書中變得顯而易見，或者通過實施本實用新型而了解。
[0021]下面通過附圖和實施例，對本實用新型的技術方案做進一步的詳細描述。
【附圖說明】
[0022]附圖用來提供對本實用新型的進一步理解，并且構成說明書的一部分，與本實用新型的實施例一起用于解釋本實用新型，并不構成對本實用新型的限制。在附圖中：
[0023]圖I為本實用新型的浪涌保護裝置的一實施例的工作原理示意圖；
[0024]圖2為本實用新型的浪涌保護電路的一實施例的結構示意圖；
[0025]圖3為本實用新型的電路中瞬時保護模塊的一實施例的結構示意圖；
[0026]圖4為本實用新型的電路中檢測結果處理模塊的一實施例的結構示意圖；
[0027]圖5為本實用新型的浪涌保護電路的一實施例的結構示意圖；
[0028]圖6為本實用新型的浪涌保護電路的一優選實施例的結構示意圖。
[0029]結合附圖，本實用新型實施例中附圖標記如下：
[0030]102-浪涌保護單元；1022-浪涌檢測模塊；1024-瞬時保護模塊；10242-驅動信號拉低子模塊；10244-驅動信號關斷子模塊；104-保護解除單元；1042-釋放量檢測模塊；1044-檢測結果處理模塊；10442-繼續保護子模塊；10444-中斷保護子模塊;202-電源;204-線圈盤;20