專利名稱：一種igbt模塊過溫保護電路的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種過溫保護電路，尤其是一種IGBT模塊過溫保護電路。
背景技術：
絕緣雙極晶體管(InsulatedGate Bipolar Transistor，簡稱 IGBT)是目前應 用最廣，使用效率最高的電力電子器件之一。過壓、過流和過溫保護是IGBT應用中最為關 鍵的技術。而在IGBT的應用過程中由于散熱不力、溫度保護不及時可靠，經常會發(fā)生由于 IGBT管芯溫度過高而發(fā)生爆炸的情況。目前通常采用溫度傳感器來對IGBT模塊進行過溫保護，如通過在IGBT模塊內部 封裝負溫度系數(Negative Temperature Coefficient，簡稱NTC)溫度傳感器來檢測IGBT 模塊的溫度。由于NTC溫度傳感器封裝在IGBT模塊的內部基板上，因此能及時反映出接近 IGBT管芯的溫度，給IGBT過溫保護提供了較有效的途徑。然而目前公知的設置在IGBT模塊內部的NTC溫度傳感器與IGBT模塊驅動電路共 用同一電源電路，IGBT本身的電流變化易對該電源電路產生干擾影響，導致NTC溫度傳感 器測試不準保護誤動作。
實用新型內容本實用新型針對上述現有技術中用于對IGBT模塊進行過溫保護的溫度傳感器由 于與IGBT模塊驅動電路共用同一電源電路，IGBT本身的電流變化易對該電源電路產生干 擾影響，導致溫度傳感器測試不準保護誤動作的缺陷，提出了一種IGBT模塊過溫保護電路。本實用新型實施例提供的IGBT模塊過溫保護電路，其中所述過溫保護電路包括 給IGBT模塊的溫度傳感器供電的隔離供電電源。所述溫度傳感器設置在IGBT模塊內部或外部。所述隔離供電電源為電壓源或電流源。所述電壓源為穩(wěn)壓源。所述電流源為恒流源。所述過溫保護電路還包括比較電路，其輸入端與IGBT模塊的溫度傳感器連接。所述比較電路為回滯比較電路。所述過溫保護電路還包括故障輸出電路，其輸入端與比較電路的輸出端連接。所述故障輸出電路包括故障輸出模塊和指示模塊。所述故障輸出模塊為雙節(jié)點輸出，所述指示模塊為LED指示。本實用新型實施例提供的IGBT模塊過溫保護電路，通過給IGBT模塊的溫度傳感 器提供單獨的隔離供電電源，實現了隔離供電，從而避免了現有技術中由于用于對IGBT模 塊進行過溫保護的溫度傳感器與IGBT模塊驅動電路共用同一電源電路，IGBT本身的電流 變化易對該電源電路產生干擾影響，導致溫度傳感器測試不準保護誤動作的缺陷；進一步地，隔離供電電源可以選用恒流源，能有效地抑制了 IGBT模塊本身電流變化對IGBT模塊過 溫保護電路產生的干擾；更進一步地，IGBT模塊過溫保護電路還可以包括回滯比較電路， 能夠方便根據要求改變溫度保護和恢復閥值，并且由于兩閥值間死區(qū)的存在提高了保護電 路的可靠性。
圖1為本實用新型一種IGBT模塊過溫保護電路實施例一的結構示意圖；圖2為本實用新型一種IGBT模塊過溫保護電路實施例二的結構示意圖；圖3為本實用新型一種IGBT模塊過溫保護電路實施例三的結構示意圖；圖4為本實用新型一種IGBT模塊過溫保護電路實施例四的結構示意圖；圖5為本實用新型一種IGBT模塊過溫保護電路實施例五的電路圖。
具體實施方式
為使本實用新型的目的、技術方案和優(yōu)點更加清楚，
以下結合附圖對本實用新型 實施方式進行進一步的詳細描述。圖1為本實用新型一種IGBT模塊過溫保護電路實施例一的結構示意圖。如圖1 所示，該過溫保護電路包括給IGBT模塊的溫度傳感器B供電的隔離供電電源A。該實施例，通過給IGBT模塊的溫度傳感器提供單獨的隔離供電電源，實現了隔離 供電，從而避免了由于用于對IGBT模塊進行過溫保護的溫度傳感器與IGBT模塊驅動電路 共用同一電源電路，IGBT本身的電流變化易對該電源電路產生干擾影響，導致溫度傳感器 測試不準保護誤動作的缺陷。圖2為本實用新型一種IGBT模塊過溫保護電路實施例二的結構示意圖。該實施 例相對于實施例一，IGBT模塊過溫保護電路還包括比較電路，其輸入端與IGBT模塊的溫 度傳感器B連接。優(yōu)選地，比較電路可以選擇回滯比較電路C，回滯比較電路C的特性是當輸入大于 上限閥值(UTH)電平時電路輸出為高，當輸入小于下限閥值(UTL)電平時輸出才恢復低電 位。這樣就可以根據實際需要保護的溫度閥值和散熱條件進行過溫保護值和恢復值的調
iF. ο該實施例，通過在IGBT模塊過溫保護電路中進一步設置回滯比較電路，能夠方便 根據實際散熱條件要求改變溫度保護和恢復閥值，并且由于兩閥值間死區(qū)的存在提高了保 護電路的可靠性。圖3為本實用新型一種IGBT模塊過溫保護電路實施例三的結構示意圖。該實施 例相對于實施例二，IGBT模塊過溫保護電路還包括故障輸出電路D，其輸入端與回滯比較 電路C的輸出端連接。故障輸出電路可以包括用于進行故障輸出的故障輸出模塊和用于狀 態(tài)指示的指示模塊。故障輸出模塊可以為繼電器的雙節(jié)點輸出，指示模塊可以為LED指示。該實施例中，當比較輸出保護和恢復信號時，故障輸出電路進行放大并給出相應 的繼電器結點驅動輸出和狀態(tài)指示，可以用來驅動相應的執(zhí)行機構采取相應措施。上述實施例一至三中的隔離供電電源可以為電流源或電壓源。其中電壓源可以為 穩(wěn)壓源，電流源可以為恒流源。[0031 ] 上述實施例一至三中的溫度傳感器可以設置在IGBT模塊內部，如NTC溫度傳感器 封裝在IGBT模塊的內部基板上；溫度傳感器也可以設置在IGBT模塊外部，如外置的相關溫 度傳感器。圖4為本實用新型一種IGBT模塊過溫保護電路實施例四的結構示意圖。該實施 例相對于實施例三，隔離供電電源為恒流源A1，過溫保護電路是通過對封裝在IGBT模塊的 內部基板上的NTC溫度傳感器B1進行測量以進行過溫保護。NTC溫度傳感器B1為是包含在IGBT模塊內部的溫度感測量器件，它是一個負溫度 系數的熱敏電阻，溫度越高表現出阻值越小，由于NTC溫度傳感器封裝在IGBT模塊的內部 基板上，能及時反映出接近IGBT管芯的溫度，因此對IGBT模塊提供了有效的過溫保護。選用恒流源A1作為隔離供電電源，能有效地抑制了 IGBT模塊本身電流變化對 IGBT模塊過溫保護電路產生的干擾。圖5為本實用新型一種IGBT模塊過溫保護電路實施例五的電路圖。該實施例是一 種應用于開關磁阻電機控制器系統(tǒng)的IGBT模塊的溫度保護事例。過溫保護電路是通過對 封裝在IGBT模塊的內部基板上的NTC溫度傳感器進行測量以進行過溫保護。IGBT模塊過 溫保護電路按功能包括給封裝在IGBT模塊的內部基板上的NTC溫度傳感器供電的恒流源、 輸入端與溫度傳感器連接的回滯比較電路，以及與回滯比較電路的輸出端連接的故障輸出 電路。恒流源在本實施例包括第一三極管VI，第一運放mA，第一穩(wěn)壓管VZ1，第一電阻 R1，第二電阻R2，第三電阻R3，第四電阻R4以及第一可變電阻器RP1，由以上部件構成輸出 共地的恒流源電路。具體的連接關系為第一穩(wěn)壓管VZ1的負極與電源VCC連接，第二電阻 R2的一端接地，第二電阻R2的另一端與第一穩(wěn)壓管VZ1的正極連接于一點；第一運放N1A 的正輸入端通過第一電阻R1接收該點的信號，第一運放mA的負輸入端與第一三極管VI 的集電極連接，第一運放mA的輸出端通過第四電阻R4與第一三極管VI的基極連接，第一 運放WA的供電端與電源VCC連接，第一運放WA的接地端接地；第一三極管VI的集電極 通過可變電阻器RP1和第三電阻R3與電源VCC連接，三極管VI的發(fā)射極與溫度傳感器連 接。該實施例中的恒流源電路可以通過調節(jié)RP1來改變輸出的電流值，以滿足不同具體溫 度傳感器的電流需求。NTC溫度傳感器的接地端NTC1接地，輸入端NTC2與恒流源中的第一三極管VI的 集電極連接。NTC溫度傳感器采用恒流源供電減少了傳輸損耗，提高了抗干擾能力?；販容^電路在本實施例中包括第二運放N2A，第二穩(wěn)壓管VZ2，第三穩(wěn)壓管 VZ3,第五電阻R5，第六電阻R6，第七電阻R7，第八電阻R8，第九電阻R9，第二可變電阻器 RP2以及第三可變電阻器RP2。具體的連接關系為第二運放N2A的正輸入端通過第五電阻 R5與溫度傳感器連接，第二運放N2A的正輸入端通過第九電阻R9和第三可變電阻器RP2與 第二運放N2A的輸出端連接，第二運放N2A的負輸入端通過第六電阻R6接收該點的信號， 第二運放N2A的輸出端與第三穩(wěn)壓管VZ3的負極連接，第二運放N2A的接地端與第三穩(wěn)壓 管VZ3的正極連接，第二運放N2A的供電端與電源VCC連接，第二運放N2A的接地端接地； 第二穩(wěn)壓管的負極通過第七電阻R7與電源連接，第二穩(wěn)壓管VZ2的負極與第二可變電阻器 RP2的一端連接，第二穩(wěn)壓管VZ2的正極與第八電阻R8的一端連接，第二可變電阻器RP2的 另一端與第八電阻R8的另一端連接于一點，第二穩(wěn)壓管VZ2的正極接地。[0039]該實施例中的回滯比較電路是把從NTC溫度傳感器中采集的電壓信號與設定值 進行比較，當輸入信號小于給定值時輸出一個低的保護信號經過后置的輸出電路反向放大 輸出；當輸入信號大于恢復值時輸出一個高的恢復信號。電路的保護閥值可以由第二可變 電阻器RP2來調整，恢復閥值由第三可變電阻器RP3來調整。回滯比較電路能夠方便根據 要求改變溫度保護和恢復閥值，并且由于兩閥值間死區(qū)的存在提高了保護電路的可靠性。故障輸出電路在本實施例中包括第二三極管V2，二極管V3，繼電器JK1，第十電 阻R10以及發(fā)光二極管LD1。具體的連接關系為第二三極管V2的基極與回滯比較電路的 輸出端連接，第二三極管V2的發(fā)射極與電源VCC連接，第二三極管V2的集電極通過第十電 阻R10與發(fā)光二極管LD1的正極連接，第二三極管V2的集電極與二極管V3的負極連接，發(fā) 光二極管LD1的負極與二極管V3的正極均接地，繼電器JK1設置在二極管V3兩端，繼電器 JK1的供電端與電源VCC連接，繼電器JK1的接地端接地。其中繼電器JK1開關端分別與繼 電器芯片CN的管腳CN1，管腳CN2，管腳CN3連接，繼電器芯片CN的管腳4為預留管腳，繼 電器芯片CN的管腳5為繼電器JK1的供電端，繼電器芯片CN的管腳5為繼電器JK1的接 地端。繼電器JK1有雙結點輸出，分別為常開和常閉兩種輸出結點。該實施例中的故障輸出電路起輸出保護的作用，當回滯比較電路輸出為低時，第 二三極管V2導通繼電器JK1吸合輸出保護信號，同時發(fā)光二極管LD1點亮給出保護指示； 當回滯比較電路輸出為高時，第二三極管V2截止繼電器JK1釋放輸出恢復信號，同時發(fā)光 二極管LD 1熄滅。該故障輸出電路設有起指示作用的發(fā)光二極管LD1，并且有方便外部執(zhí) 行電路駁接的雙結點輸出。最后應說明的是以上實施例僅用以說明本實用新型的技術方案，而非對其限制； 盡管參照前述實施例對本實用新型進行了詳細的說明，本領域的普通技術人員應當理解 其依然可以對前述各實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分技術特征進行等 同替換；而這些修改或者替換，并不使相應技術方案的本質脫離本實用新型各實施例技術 方案的精神和范圍。
權利要求一種IGBT模塊過溫保護電路，其特征在于，所述過溫保護電路包括給IGBT模塊的溫度傳感器供電的隔離供電電源。
2.根據權利要求1所述的IGBT模塊過溫保護電路，其特征在于，所述溫度傳感器設置 在IGBT模塊內部或外部。
3.根據權利要求1所述的IGBT模塊過溫保護電路，其特征在于，所述隔離供電電源為 電壓源或電流源。
4.根據權利要求3所述的IGBT模塊過溫保護電路，其特征在于，所述電壓源為穩(wěn)壓源。
5 根據權利要求3所述的IGBT模塊過溫保護電路，其特征在于，所述電流源為恒流源。
6.根據權利要求1-5所述的任一IGBT模塊過溫保護電路，其特征在于，所述過溫保護 電路還包括比較電路，其輸入端與IGBT模塊的溫度傳感器連接。
7.根據權利要求6所述的IGBT模塊過溫保護電路，其特征在于，所述比較電路為回滯 比較電路。
8.根據權利要求6所述的IGBT模塊過溫保護電路，其特征在于，所述過溫保護電路還 包括故障輸出電路，其輸入端與比較電路的輸出端連接。
9.根據權利要求8所述的IGBT模塊過溫保護電路，其特征在于，所述故障輸出電路包 括故障輸出模塊和指示模塊。
10.根據權利要求9所述的IGBT模塊過溫保護電路，其特征在于，所述故障輸出模塊為 雙節(jié)點輸出，所述指示模塊為LED指示。
專利摘要本實用新型涉及一種IGBT模塊過溫保護電路，其中所述過溫保護電路包括給IGBT模塊的溫度傳感器供電的隔離供電電源。通過給IGBT模塊的溫度傳感器提供隔離的恒流供電電源，實現了隔離供電，從而避免了現有技術中由于用于對IGBT模塊進行過溫保護的溫度傳感器由于與IGBT模塊驅動電路共用同一電源電路，IGBT本身的電流變化易對該電源電路產生干擾影響，導致溫度傳感器測試不準保護誤動作的缺陷。
文檔編號H02H7/20GK201629564SQ20102011118
公開日2010年11月10日 申請日期2010年2月10日 優(yōu)先權日2010年2月10日
發(fā)明者劉文田 申請人:北京中紡銳力機電有限公司