專利名稱：電磁爐igbt的硬件保護電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及通過電磁場感應加熱技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及電磁爐IGBT的硬件保護電路。
背景技術(shù)：
IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor),絕緣柵雙極型晶體管,在大功率的逆變電路有廣泛的應用，如電磁爐，大功率開關(guān)電源等。IGBT作為此類電路的關(guān)鍵器件，經(jīng)常會因為一些異常情況導致流過的電流太大，造成IGBT損壞甚至炸毀，嚴重是還會引起火災。所以對IGBT的保護，是關(guān)系電磁爐的安全性、穩(wěn)定性和使用壽命的重大問題。目前，大多數(shù)IGBT過流保護方案是通過在IGBT的E腳與地之間串接一個大功率的小電阻，通過對該電阻的電壓來判定和保護IGBT。但這種方案保護精度很容易受到所串接的小功率電阻阻值的影響，而且當電路板空間有限的時比較難實施。
發(fā)明內(nèi)容針對現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本實用新型的目的在于提供一種結(jié)構(gòu)緊湊，精度和穩(wěn)定性高，保護不受處理器軟件流程控制的IGBT硬件保護電路，利用IGBT導通電壓隨著電流增大而增大的特性實現(xiàn)過流檢測，并通過處理器的剎車功能實現(xiàn)IGBT的過流保護。為達到以上目的，本實用新型采用如下技術(shù)方案。電磁爐IGBT的硬件保護電路，其特征在于，它包括:IGBT，連接在IGBT引腳C上的二極管，與二極管連接的穩(wěn)壓管，與穩(wěn)壓管連接的三極管，三極管的集電極連接光耦的一端，光耦的另一端連接CPU的剎車引腳。作為改進地，所述IGBT的引腳G通過至少一個電阻連接信號輸入端；所述IGBT的引腳C連接二極管的陰極，二極管的陽極通過第五電阻連接信號輸入端；所述IGBT引腳E直接連接地端。作為改進地，所述IGBT引腳G通過相互并聯(lián)的第一電阻、第二電阻和第三電阻連接信號輸入端；所述引腳G與第一電阻的節(jié)點通過第四電阻連接地端。作為改進地，所述穩(wěn)壓管的陰極與二極管的陽極連接，其陽極與三極管的基極連接；在穩(wěn)壓管與三級管間還設有充放電電路。進一步改進地，所述充放電電路包括:電容和電阻，所述電容一端連接在穩(wěn)壓管與三極管的連接節(jié)點上，電容的另一端連接地端；所述電阻與電容并聯(lián)。作為改進地，所述三極管的發(fā)射極接地端，所述三極管的集電極連接在光耦中發(fā)光二極管的陰極，所述發(fā)光二極管的陽極通過第七電阻與信號輸入端連接。作為改進地，所述光耦內(nèi)具有光敏二極管，所述CPU的剎車引腳連接在光敏二極管的正極，光敏二極管的負極通過引腳接地；在光敏二極管的正極上還通過第八電阻連接外電源。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型提供的電磁爐IGBT的硬件保護電路，具有以下有益效果。一、利用IGBT導通壓降Vce隨著電流增大而增大的特性實現(xiàn)過流檢測，并通過處理器的剎車功能實現(xiàn)IGBT的過流保護，具有結(jié)構(gòu)緊湊，精度和穩(wěn)定性高，保護不受處理器的軟件流程控制的特點。二、通過在IGBT的引腳C與信號輸入端之間設置一個二極管，起鉗位和反向保護作用，有效防止大電壓串流到信號輸入端。三、通過光耦實現(xiàn)熱地對冷地的信號傳遞，解決強弱電信號的隔離傳輸。

圖1所示為本實用新型提供的電磁爐IGBT的硬件保護電路的電路圖。
具體實施方式
為進一步闡述本實用新型的實質(zhì)，結(jié)合附圖對本實用新型的具體實施方式
說明如下。電磁爐IGBT的硬件保護電路，包括:IGBT，連接在IGBT引腳C上的二極管Dl，與二極管Dl連接的穩(wěn)壓管D2，與穩(wěn)壓管D2連接的三極管Ql，三極管Ql的集電極連接光耦Ul的一端，光耦Ul的另一端連接CPU的剎車引腳BKIN2。其中，所述IGBT的引腳G通過至少一個電阻連接信號輸入端DRI ;所述IGBT的引腳C連接二極管Dl的陰極，二極管Dl的陽極通過第五電阻R5連接信號輸入端DRI ;所述IGBT引腳E直接連接地端HGND。優(yōu)選地，所述IGBT引腳G通過相互并聯(lián)的第一電阻R1、第二電阻R2和第三電阻R3連接信號輸入端DRI ;所述引腳G與第一電阻Rl的節(jié)點通過第四電阻R4連接地端HGND。所述穩(wěn)壓管D2的陰極與二極管Dl的陽極連接，穩(wěn)壓管D2的陽極與三極管Ql的基極連接；在穩(wěn)壓管D2與三級管Ql間還設有充放電電路。優(yōu)選地，所述充放電電路包括:一端連接在穩(wěn)壓管D2與三極管Ql的連接節(jié)點上的電容Cl，電容Cl的另一端連接地端HGND ；在電容Cl上并聯(lián)一個第六電阻R6。所述三極管Ql的發(fā)射極接地端HGND，所述三極管Ql的集電極C連接在光耦Ul中發(fā)光二極管的陰極，光耦中發(fā)光二極管的陽極通過第七電阻R7與信號輸入端DRI連接。所述光耦Ul內(nèi)還具有光敏二極管，所述CPU的剎車引腳BKIN2連接在光敏二極管的正極，光敏二極管的負極通過引腳接地；在光敏二極管的正極上還通過第八電阻R8連接外電源VCC。當正常工作時，IGBT流過的電流在額定范圍內(nèi)，導通壓降Vce比較小，穩(wěn)定管D2陰極電壓被二極管Dl鉗位在其穩(wěn)定范圍內(nèi)，穩(wěn)壓管D2沒有電流通過，三極管Ql關(guān)閉，光耦Ul不導通，CPU的BKN2保持高電平。當出現(xiàn)異常導致IGBT流過的電流過大超過了額定范圍時，IGBT導通壓降Vce隨之增大并超過所設定的閥值，進而，被二極管Dl鉗位的穩(wěn)壓管D2陰極電壓增大；當穩(wěn)壓管D2陰極的電壓超過其穩(wěn)壓值時，穩(wěn)壓管D2反向?qū)ǎ﹄娙軨l充電，隨著電容Cl電壓升高，三極管Ql導通，光耦Ul隨著導通，CPU的引腳BKN2被拉低，處理器檢測到被拉低的剎車信號，關(guān)閉驅(qū)動信號DRI從而實現(xiàn)了過流保護。尤其是，當IGBT關(guān)斷時，信號輸入端DRI和光耦Ul的發(fā)光二極管陽極上都是低電平，即關(guān)閉了光耦Ul的反饋功能，這保證了 IGBT切換狀態(tài)時不會引起錯誤信息傳遞到CPU，防止誤判；達到保護IGBT的目的。以上具體實施方式
對本實用新型的實質(zhì)進行了詳細說明，但并不能以此來對本實用新型的保護范圍進行限制。但凡依照本實用新型之實質(zhì)所做的簡單改進和修飾都落在本實用新型的權(quán)利要求保護范圍之內(nèi)。另外強調(diào)的是，本專利中所述第一、第二、第三……，僅是為了描述方便而做的相對定 義，不能以此來對這些元器件的具體連接位置進行限定。
權(quán)利要求1.電磁爐IGBT的硬件保護電路，其特征在于，它包括:IGBT，連接在IGBT引腳(C)上的二極管(D1)，與二極管(Dl)連接的穩(wěn)壓管(D2)，與穩(wěn)壓管(D2)連接的三極管(Q1)，三極管(Ql)的集電極連接光耦(Ul)的一端，光耦(Ul)的另一端連接CPU的剎車引腳(BKIN2)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電磁爐IGBT的硬件保護電路，其特征在于，所述IGBT的引腳(G)通過至少一個電阻連接信號輸入端(DRI);所述IGBT的引腳(C)連接二極管(Dl)的陰極，二極管(Dl)的陽極通過第五電阻(R5)連接信號輸入端(DRI);所述IGBT引腳(E)直接連接地端(HGND)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電磁爐IGBT的硬件保護電路，其特征在于，所述IGBT引腳(G)通過相互并聯(lián)的第一電阻(R1)、第二電阻(R2)和第三電阻(R3)連接信號輸入端(DRI);所述引腳(G)與第一電阻(Rl)的節(jié)點通過第四電阻(R4)連接地端(HGND)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電磁爐IGBT的硬件保護電路，其特征在于，所述穩(wěn)壓管(D2)的陰極與二極管(Dl)的陽極連接，其陽極與三極管(Ql)的基極連接；在穩(wěn)壓管(D2)與三級管Ql間還設有充放電電路。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的電磁爐IGBT的硬件保護電路，其特征在于，所述充放電電路包括:電容(Cl)和第六電阻(R6);所述電容(Cl)的一端連接在穩(wěn)壓管(D2)與三極管(Ql)的連接節(jié)點上，電容(Cl)的另一端連接地端(HGND);所述第六電阻(R6)與電容(Cl)并聯(lián)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電磁爐IGBT的硬件保護電路，其特征在于，所述三極管(Ql)的發(fā)射極接地端(HGND)，所述三極管(Ql)的集電極連接在光耦(Ul)中發(fā)光二極管的陰極，所述發(fā)光二極管的陽極通過第七電阻(R7)與信號輸入端(DRI)連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電磁爐IGBT的硬件保護電路，其特征在于，所述光耦(Ul)內(nèi)具有光敏二極管，所述CPU的剎車引腳(BKIN2)連接在光敏二極管的正極，光敏二極管的負極通過引腳接地；在光敏二極管的正極上還通過第八電阻(R8)連接外電源(VCC)。
專利摘要本實用新型涉及通過電磁場感應加熱技術(shù)領(lǐng)域，公開一種電磁爐IGBT的硬件保護電路，它包括IGBT，連接在IGBT引腳(C)上的二極管(D1)，與二極管(D1)連接的穩(wěn)壓管(D2)，與穩(wěn)壓管(D2)連接的三極管(Q1)，三極管(Q1)的集電極連接光耦(U1)的一端，光耦(U1)的另一端連接CPU的剎車引腳(BKIN2)。通過IGBT硬件保護電路來實現(xiàn)對IGBT加熱異常，超負荷工作的一種硬件保護機制。其采用電路通知CPU異常情況來實現(xiàn)關(guān)閉或者處理相關(guān)的加熱操作解決熱地對冷地信號傳遞的問題，并且采用光耦連接CPU，使得在IGBT不導通時關(guān)斷檢測，防止CPU的誤判等。
文檔編號H02H7/20GK203056559SQ20122074304
公開日2013年7月10日 申請日期2012年12月31日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月31日
發(fā)明者游進, 林彬泉, 蒙振天 申請人:湛江鴻智電器有限公司