專利名稱：一種變換器橋臂直通保護(hù)電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及變換器技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種可靠的變換器橋臂直通保護(hù)電路。
背景技術(shù)：
在UPS (Uninterruptible Power Supply不間斷電源)、逆變器、變頻器的主電路 中，變換器橋臂中的兩個IGBT管(Insulated Gate Bipolar Transistor絕緣柵雙極性晶體 管)，可能會由于驅(qū)動信號的紊亂，造成橋臂中的兩個IGBT同時導(dǎo)通，從而導(dǎo)致此橋臂將母 線短路，形成很大的短路電流，造成IGBT炸毀，導(dǎo)致機(jī)器損壞。此外，當(dāng)橋臂中的單個IGBT 管短路失效、另一個IGBT管導(dǎo)通時，也會造成橋臂短路。故，避免變換器發(fā)生橋臂直通現(xiàn) 象、及時檢測直通故障并保護(hù)IGBT管，以防止IGBT管炸毀甚為必要。目前橋臂直通保護(hù)電路有兩種類型。一種是檢測母線電流當(dāng)橋臂母線電流Ip突 然增大到一定倍數(shù)的額定電流時，認(rèn)為發(fā)生橋臂直通故障，此時封鎖所有IGBT管驅(qū)動，以 消除橋臂直通故障，避免IGBT管炸毀。此種檢測電路適用于單相小容量變換器中，對于三 相變換器或者大容量變換器，由于母線額定電流較大，單相橋臂直通時，在IGBT管損壞以 前其Ip變化不太明顯，導(dǎo)致不能有效保護(hù)。另一種類型是使用帶有過流檢測的驅(qū)動光耦如HCPL316J，其工作原理是利用 IGBT管的特性。由IGBT管的特性可知，IGBT管導(dǎo)通時，其C、E兩端電壓與其通過的電流呈 線性關(guān)系，IGBT管可在IOus內(nèi)承受其額定電流4倍的峰值電流，當(dāng)發(fā)生直通時，通過檢測 Vce的飽和壓降來判斷IGBT過流，從而封鎖驅(qū)動信號。現(xiàn)有技術(shù)的電路如附圖2所示，其由 驅(qū)動光耦HCPL316J、電容C10、電阻R30、電阻R40、電阻R50、電容C20、二極管D10、二極管 D20、NPN三極管Q10、PNP三極管Q20、NPN三極管Q30、電源BlO和電源B20構(gòu)成。其工作 原理是HCPL316J在驅(qū)動為高有效時，此時ClO為100PF，引腳DESAT會以典型值0. 25mA的 充電電流給電容ClO充電，當(dāng)IGBT管在導(dǎo)通時發(fā)生過流，VCE急劇升高超過設(shè)定的VCE保 護(hù)電壓，DESAT引腳充電電壓大于7V時，HCPL316J會自動封鎖驅(qū)動，軟關(guān)斷IGBT管，從而保 護(hù)IGBT管不再通過大電流。通過公式Ι*ΔΤ = C* AU可以計算出DESAT引腳充電電壓達(dá) 到7V所需要的時間為2. 8us，再加上HCPL的動作時間2us，可以保證其保護(hù)動作時間總共 不超過IGBT所能承受過流極限時間10us，也就能保證在IGBT炸毀以前將其關(guān)斷，但是這種 方式容易出現(xiàn)被干擾信號影響而誤報故障的情形。由于橋臂直通屬于比較嚴(yán)重的故障，當(dāng)檢測到IGBT管過流故障時，UPS(或者逆變 器、變頻器)會自動關(guān)閉變換器，以保證機(jī)器不炸機(jī)。由于驅(qū)動保護(hù)電路需要安裝在IGBT 管附近，實際使用中，以上電路所在的空間有大量的磁場干擾，經(jīng)常導(dǎo)致VDESAT檢測到一 些干擾尖峰電壓而導(dǎo)致頻繁誤報橋臂直通，使得UPS頻繁自動保護(hù)關(guān)機(jī)，給實際工作造成 很多不便。因此，針對現(xiàn)有技術(shù)不足，有必要提供一種既能夠可靠的實現(xiàn)變換器橋臂直通的 檢測又能夠保護(hù)電路避免因干擾尖峰電壓造成的過流保護(hù)誤動作的變換器橋臂直通保護(hù)電路。

實用新型內(nèi)容本實用新型的目的在于避免現(xiàn)有技術(shù)的不足之處而提供一種變換器橋臂直通保 護(hù)電路，該變換器橋臂直通保護(hù)電路能夠可靠的實現(xiàn)變換器橋臂直通的檢測并且能夠避免 因干擾尖峰電壓造成的過流保護(hù)誤動作。本實用新型的目的通過以下技術(shù)措施實現(xiàn)一種變換器橋臂直通保護(hù)電路，設(shè)置有驅(qū)動光耦HCPL316J、電容Cl、電阻R1、電阻 R2、電阻R3、電阻R4、電阻R5、電容C2、二極管D1、二極管D2、NPN三極管Q1、PNP三極管Q2、 NPN三極管Q3、電源B1和電源B2 ；所述驅(qū)動光耦HCPL316J的VE引腳、電容Cl的一端接地，電容Cl的另一端、電阻 Rl的一端與驅(qū)動光耦HCPL316J的DESAT引腳連接，驅(qū)動光耦HCPL316J的VC引腳、VCC2引 腳、電阻R2的一端、三極管Ql的集電極與電源Bl的正極連接，所述電阻Rl的另一端、電阻 R2的另一端與二極管Dl的正極連接，驅(qū)動光耦HCPL316J的VOUT引腳與電阻R3的一端連 接，電阻R3的另一端、電容C2的一端、三極管Ql的基極與三極管Q2的基極連接，驅(qū)動光耦 HCPL316J的VEE引腳、電容C2的另一端、三極管Q2的集電極與電源B2的正極連接，電阻R4 的一端與三極管Ql的發(fā)射極連接，電阻R4的另一端、電阻R5的一端與三極管Q3的基極連 接，電阻R5的另一端與三極管Q2的發(fā)射極連接，三極管Q3的集電極、二極管D2的負(fù)極與 二極管Dl的負(fù)極連接，三極管Q3的發(fā)射極、二極管D2的正極、電源Bl的負(fù)極、電源B2的 負(fù)極接地；所述電容Cl為1500pF，所述電阻Rl為100歐姆，所述電阻R2為4700歐，所述電 阻R3為10歐，所述電阻R4為4. 5歐，所述電阻R5為2. 5歐，所述電容C2為IOnF,所述電 源Bl的電壓為15V，所述電源B2的電壓為-5V。優(yōu)選的，上述三極管Ql的型號為MJD44H11。
0013]另一優(yōu)選的，上述三極管Ql的型號為MJD44H10。以上的，上述三極管Q2的型號為MJD45H11。另一優(yōu)選的，上述三極管Q2的型號為MJD45H10。本實用新型的一種變換器橋臂直通保護(hù)電路，設(shè)置有驅(qū)動光耦HCPL316J、電容 Cl、電阻R1、電阻R2、電阻R3、電阻R4、電阻R5、電容C2、二極管Dl、二極管D2、NPN三極管 Ql、PNP三極管Q2、NPN三極管Q3、電源Bl和電源B2 ；所述驅(qū)動光耦HCPL316J的VE引腳、 電容Cl的一端接地，電容Cl的另一端、電阻Rl的一端與驅(qū)動光耦HCPL316J的DESAT引腳 連接，驅(qū)動光耦HCPL316J的VC引腳、VCC2引腳、電阻R2的一端、三極管Ql的集電極與電 源Bl的正極連接，所述電阻Rl的另一端、電阻R2的另一端與二極管Dl的正極連接，驅(qū)動 光耦HCPL316J的VOUT引腳與電阻R3的一端連接，電阻R3的另一端、電容C2的一端、三極 管Ql的基極與三極管Q2的基極連接，驅(qū)動光耦HCPL316J的VEE引腳、電容C2的另一端、 三極管Q2的集電極與電源B2的正極連接，電阻R4的一端與三極管Ql的發(fā)射極連接，電阻 R4的另一端、電阻R5的一端與三極管Q3的基極連接，電阻R5的另一端與三極管Q2的發(fā) 射極連接，三極管Q3的集電極、二極管D2的負(fù)極與二極管Dl的負(fù)極連接，三極管Q3的發(fā) 射極、二極管D2的正極、電源Bl的負(fù)極、電源B2的負(fù)極接地；所述電容Cl為1500pF，所述電阻Rl為100歐姆，所述電阻R2為4700歐，所述電阻R3為10歐，所述電阻R4為4. 5歐， 所述電阻R5為2. 5歐，所述電容C2為IOnF,所述電源Bl的電壓為15V，所述電源B2的電 壓為-5V。將引腳DESAT的外接充電電容Cl更改為1500pF，同時使用驅(qū)動電源Bl的15V 電壓通過4700歐姆電阻R2給電容Cl充電。引入了驅(qū)動電源的15V電壓通過4700歐姆電 阻R2給電容Cl充電，使得其充電時間保證在3us左右(達(dá)到7V)。當(dāng)IGBT管正常導(dǎo)通時 (沒有過流)，充電電壓可以通過IGBT管泄放；當(dāng)IGBT管處于關(guān)斷狀態(tài)時，充電電流可以通 過DESAT引腳的放電電流泄放(HCPL316J的DESAT引腳放電電流能力可達(dá)到50mA)。這樣 就會保證電容Cl的電壓不會在IGBT管正常時超過7V，從而能夠可靠的檢測出橋臂直通故 障，而且保證了不會因為誤動作而導(dǎo)致機(jī)器頻繁自動關(guān)機(jī)。

利用附圖對本實用新型作進(jìn)一步的說明，但附圖中的內(nèi)容不構(gòu)成對本實用新型的 任何限制。圖1是本實用新型一種變換器橋臂直通保護(hù)電路的電路圖；圖2是現(xiàn)有技術(shù)中的一種變換器橋臂直通保護(hù)電路的電路圖。
具體實施方式
結(jié)合以下實施例對本實用新型作進(jìn)一步描述。一種變換器橋臂直通保護(hù)電路，如圖1所示，設(shè)置有驅(qū)動光耦HCPL316J、電容Cl、 電阻R1、電阻R2、電阻R3、電阻R4、電阻R5、電容C2、二極管D1、二極管D2、NPN三極管Q1、 PNP三極管Q2、NPN三極管Q3、電源B1和電源B2。驅(qū)動光耦HCPL316J的VE引腳、電容Cl的一端接地，電容Cl的另一端、電阻Rl的 一端與驅(qū)動光耦HCPL316J的DESAT引腳連接，驅(qū)動光耦HCPL316J的VC引腳、VCC2引腳、 電阻R2的一端、三極管Ql的集電極與電源Bl的正極連接，電阻Rl的另一端、電阻R2的另 一端與二極管Dl的正極連接，驅(qū)動光耦HCPL316J的VOUT引腳與電阻R3的一端連接，電阻 R3的另一端、電容C2的一端、三極管Ql的基極與三極管Q2的基極連接，驅(qū)動光耦HCPL316J 的VEE引腳、電容C2的另一端、三極管Q2的集電極與電源B2的正極連接，電阻R4的一端 與三極管Ql的發(fā)射極連接，電阻R4的另一端、電阻R5的一端與三極管Q3的基極連接，電 阻R5的另一端與三極管Q2的發(fā)射極連接，三極管Q3的集電極、二極管D2的負(fù)極與二極管 Dl的負(fù)極連接，三極管Q3的發(fā)射極、二極管D2的正極、電源Bl的負(fù)極、電源B2的負(fù)極接 地。電容Cl為1500pF，電阻Rl為100歐姆，電阻R2為4700歐，電阻R3為10歐，電 阻R4為4. 5歐，電阻R5為2. 5歐，電容C2為10nF，電源Bl的電壓為15V，電源B2的電壓 為-5V。三極管Ql 的型號為 MJD44H11 或 MJD44H10。三極管Q2 的型號為 MJD45H11 或 MJD45H10。本實用新型的變換器橋臂直通保護(hù)電路將驅(qū)動光耦HCPL316J的引腳DESAT的外 接充電電容Cl更改為1500pF，同時使用驅(qū)動電源Bl的15V電壓通過4700歐姆電阻R2給 其充電。1500pF的電容Cl充分保證了 DESAT引腳的電壓的抗干擾能力。假如使用以前的充電方法，即DESAT引腳的0. 25mA的充電電流給電容Cl充電，由于電容Cl為1500pF，則其 達(dá)到7V的充電時間需要42us，遠(yuǎn)超過了 IGBT能承受過流的時間。所以引入了驅(qū)動電源的 15V電壓Bl通過4700歐姆電阻R2給電容Cl充電，使得其充電時間保證在3us左右(達(dá)到 7V)。當(dāng)IGBT正常導(dǎo)通時(沒有過流)，充電電壓可以通過IGBT泄放；當(dāng)IGBT處于關(guān)斷狀 態(tài)時，充電電流可以通過DESAT引腳的放電電流泄放(HCPL316J的DESAT引腳放電電流能 力可達(dá)到50mA)。這樣就會保證電容Cl的電壓不會在IGBT正常時超過7V，從而能夠可靠 的檢測出橋臂直通故障，而且也不會出現(xiàn)誤動作。本實用新型的變換器橋臂直通保護(hù)電路通過簡單的電路更改，可靠的的解決了 橋臂直通的檢測。并且保證了不會因為誤動作而導(dǎo)致機(jī)器頻繁自動關(guān)機(jī)。由于更改了 HCPL316J過流檢測電路的充電原理，能夠很可靠的實現(xiàn)橋臂直通的檢測和保護(hù)，可應(yīng)用在 UPS、逆變器、變頻器等設(shè)備中。最后應(yīng)當(dāng)說明的是，以上實施例僅用以說明本實用新型的技術(shù)方案而非對本實用 新型保護(hù)范圍的限制，盡管參照較佳實施例對本實用新型作了詳細(xì)說明，本領(lǐng)域的普通技 術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以對本實用新型的技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換，而不脫離本實用 新型技術(shù)方案的實質(zhì)和范圍。
權(quán)利要求一種變換器橋臂直通保護(hù)電路，其特征在于設(shè)置有驅(qū)動光耦HCPL316J、電容C1、電阻R1、電阻R2、電阻R3、電阻R4、電阻R5、電容C2、二極管D1、二極管D2、NPN三極管Q1、PNP三極管Q2、NPN三極管Q3、電源B1和電源B2；所述驅(qū)動光耦HCPL316J的VE引腳、電容C1的一端接地，電容C1的另一端、電阻R1的一端與驅(qū)動光耦HCPL316J的DESAT引腳連接，驅(qū)動光耦HCPL316J的VC引腳、VCC2引腳、電阻R2的一端、三極管Q1的集電極與電源B1的正極連接，所述電阻R1的另一端、電阻R2的另一端與二極管D1的正極連接，驅(qū)動光耦HCPL316J的VOUT引腳與電阻R3的一端連接，電阻R3的另一端、電容C2的一端、三極管Q1的基極與三極管Q2的基極連接，驅(qū)動光耦HCPL316J的VEE引腳、電容C2的另一端、三極管Q2的集電極與電源B2的正極連接，電阻R4的一端與三極管Q1的發(fā)射極連接，電阻R4的另一端、電阻R5的一端與三極管Q3的基極連接，電阻R5的另一端與三極管Q2的發(fā)射極連接，三極管Q3的集電極、二極管D2的負(fù)極與二極管D1的負(fù)極連接，三極管Q3的發(fā)射極、二極管D2的正極、電源B1的負(fù)極、電源B2的負(fù)極接地；所述電容C1為1500pF，所述電阻R1為100歐姆，所述電阻R2為4700歐，所述電阻R3為10歐，所述電阻R4為4.5歐，所述電阻R5為2.5歐，所述電容C2為10nF，所述電源B1的電壓為15V，所述電源B2的電壓為 5V。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種變換器橋臂直通保護(hù)電路，其特征在于所述三極管Ql 的型號為MJD44H11。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種變換器橋臂直通保護(hù)電路，其特征在于所述三極管Ql 的型號為MJD44H10。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的一種變換器橋臂直通保護(hù)電路，其特征在于所述 三極管Q2的型號為MJD45H11。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的一種變換器橋臂直通保護(hù)電路，其特征在于所述 三極管Q2的型號為MJD45H10。
專利摘要一種變換器橋臂直通保護(hù)電路，設(shè)置有驅(qū)動光耦HCPL316J、電容C1、電阻R1、電阻R2、電阻R3、電阻R4、電阻R5、電容C2、二極管D1、二極管D2、NPN三極管Q1、PNP三極管Q2、NPN三極管Q3、電源B1和電源B2；電容C1為1500pF，電阻R1為100歐姆，電阻R2為4700歐，電阻R3為10歐，電阻R4為4.5歐，電阻R5為2.5歐，電容C2為10nF，電源B1的電壓為15V，電源B2的電壓為-5V。該變換器橋臂直通保護(hù)電路能夠可靠的檢測出橋臂直通故障，而且保證了不會因為誤動作而導(dǎo)致機(jī)器頻繁自動關(guān)機(jī)。
文檔編號H02H9/04GK201708537SQ201020233339
公開日2011年1月12日 申請日期2010年6月21日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月21日
發(fā)明者徐輝 申請人:廣東易事特電源股份有限公司