一種具有大功率能量瀉放能力的igbt過壓保護(hù)電路的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于電機(jī)調(diào)速技術(shù)領(lǐng)域，涉及功率器件保護(hù)電路，特別是一種IGBT過壓保護(hù)電路。
【背景技術(shù)】
[0002]轉(zhuǎn)子變頻調(diào)速系統(tǒng)通過將電機(jī)轉(zhuǎn)差功率回饋電網(wǎng)或電機(jī)的內(nèi)饋繞組，達(dá)到調(diào)節(jié)電機(jī)轉(zhuǎn)速的目的，因其只需要控制電機(jī)轉(zhuǎn)差功率，相比電機(jī)功率其所需的容量大大減小，所以是一種高效的調(diào)速系統(tǒng)，在風(fēng)機(jī)水泵等平方轉(zhuǎn)矩負(fù)載領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用，取得了良好的節(jié)能效果。在公知的技術(shù)中，現(xiàn)有的轉(zhuǎn)子變頻調(diào)速系統(tǒng)主要采用三相橋式整流電路將轉(zhuǎn)子繞組輸出電勢整流成直流，然后經(jīng)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(jīng)過由可控硅或者IGBT組成的三相逆變電路逆變回電網(wǎng)或電機(jī)內(nèi)饋繞組。因電網(wǎng)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(wǎng)或被電機(jī)內(nèi)饋繞組消耗，而電機(jī)轉(zhuǎn)子繞組中的電磁能量還繼續(xù)通過整流電路流向直流回路，導(dǎo)致直流回路電壓升高，引起IGBT過壓燒損。傳統(tǒng)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(dá)不到保護(hù)作用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種快速檢測過電壓，同時當(dāng)電壓達(dá)到保護(hù)閥值后提供能量瀉放通道，避免電壓繼續(xù)升高的電路，最終達(dá)到保護(hù)IGBT不會因逆變故障而損壞的目的，從而提高轉(zhuǎn)子變頻系統(tǒng)的可靠性。
[0004]本發(fā)明的技術(shù)解決方案是:一種具有大功率能量瀉放能力的IGBT過壓保護(hù)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(gòu)成的電壓監(jiān)測電路I ;由可控硅構(gòu)成的瀉放電路，瀉放電路與電壓監(jiān)測電路并接；由串接的穩(wěn)壓二極管、第二二極管和第三二極管構(gòu)成的可控硅觸發(fā)電路，第二二極管和第三二極管的陰極相接，可控硅觸發(fā)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]本發(fā)明由于采用由電壓監(jiān)測電路、可控硅觸發(fā)電路和瀉放電路構(gòu)成的IGBT過壓保護(hù)電路，其中，電壓監(jiān)測電路由串接的限流電阻Rl、防反二極管Dl、擊穿二極管BODl、第三電阻R3、以及并接在擊穿二極管BODI上的第二電阻R2構(gòu)成，瀉放電路由可控硅Vl構(gòu)成，瀉放電路與電壓監(jiān)測電路I并接，可控硅觸發(fā)電路2由串接的穩(wěn)壓二極管D4、第二二極管D2和第三二極管D3構(gòu)成，第二二極管D2和第三二極管D3的陰極相接，可控硅觸發(fā)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(dāng)將本發(fā)明連接到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(jiān)測電路I會在第三電阻產(chǎn)生一個電壓，通過可控硅觸發(fā)電路2加到可控硅Vl的控制極與陰極之間，使可控硅Vl導(dǎo)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瀉放，短接IGBT，從而避免IGBT的燒損。本發(fā)明具有快速檢測過電壓，達(dá)到保護(hù)閥值即提供能量瀉放通道，從而避免IGBT燒損的特點(diǎn)。本發(fā)明主要用于轉(zhuǎn)子變頻調(diào)速系統(tǒng)中IGBT模塊的過壓保護(hù)，提高轉(zhuǎn)子變頻系統(tǒng)的可靠性。
【附圖說明】
[0006]圖1為本發(fā)明使用的電路圖。
[0007]圖中為電壓監(jiān)測電路；2為可控硅觸發(fā)電路。
【具體實(shí)施方式】
[0008]以下結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
[0009]如圖1所示，本發(fā)明公開的一種具有大功率能力瀉放能力的IGBT過壓保護(hù)電路，包括依次連接電壓監(jiān)測電路1、可控硅觸發(fā)電路2、可控硅VI，可控硅Vl構(gòu)成瀉放電路。本發(fā)明IGBT過壓保護(hù)電路連接在待保護(hù)的IGBT模塊Tl的集電極與發(fā)射極兩端。
[0010]電壓監(jiān)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(fā)射極相連，第二電阻R2并聯(lián)于擊穿二極管BODl的兩端。
[0011]可控硅觸發(fā)電路2包括穩(wěn)壓二極管D4、第二二極管D2和第三二極管D3，穩(wěn)壓二極管D4的陰極與電壓監(jiān)測電路I的擊穿二極管BODl的陰極相連，穩(wěn)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(fā)射極相連，控制極與可控硅觸發(fā)電路第二二級管D2的陰極相連。
[0013]在電壓監(jiān)測電路I中，擊穿二極管BODl在其兩端電壓小于轉(zhuǎn)折電壓時，將處于截止?fàn)顟B(tài)，當(dāng)電壓超過轉(zhuǎn)折電壓時，則迅速轉(zhuǎn)變?yōu)閷?dǎo)通狀態(tài)，在擊穿二極管BODl處于截止?fàn)顟B(tài)時，因電路中第二電阻R2的阻值遠(yuǎn)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(lián)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(fā)電路2中的穩(wěn)壓二極管D4處于截止?fàn)顟B(tài)，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?fàn)顟B(tài)。當(dāng)IGBT模塊電壓升高時，擊穿二極管BODl兩端的電壓也相應(yīng)升高，當(dāng)電壓超過擊穿二極管BODl的轉(zhuǎn)折電壓時，擊穿二極管BODl馬上轉(zhuǎn)變?yōu)閷?dǎo)通狀態(tài)，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(wěn)壓二極管D4的反向擊穿電壓，使穩(wěn)壓二極管D4從截止?fàn)顟B(tài)轉(zhuǎn)變成導(dǎo)通狀態(tài)，同時第二二極管D2正向?qū)?，可控硅Vl控制極與陰極之間承受正向電壓，使可控硅Vl導(dǎo)通，可控硅導(dǎo)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(fā)生燒損。圖中過壓監(jiān)測電路I中的限流電阻Rl起限流作用，在擊穿二極管BODl導(dǎo)通后，可限制流過可控硅Vl的控制極的電流的大小?？煽毓栌|發(fā)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。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種具有大功率能量瀉放能力的IGBT過壓保護(hù)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(BODl)上的第二電阻(R2)構(gòu)成的電壓監(jiān)測電路(I);由可控硅(Vl)構(gòu)成的瀉放電路，瀉放電路與電壓監(jiān)測電路(I)并接；由串接的穩(wěn)壓二極管(D4)、第二二極管(D2)和第三二極管(D3)構(gòu)成的可控硅觸發(fā)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(fā)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。
【專利摘要】本發(fā)明的名稱為一種具有大功率能量瀉放能力的IGBT過壓保護(hù)電路。屬于電機(jī)調(diào)速技術(shù)領(lǐng)域。主要是解決現(xiàn)有過壓保護(hù)電路因不能完全瀉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(gòu)成的電壓監(jiān)測電路；由可控硅構(gòu)成的瀉放電路，瀉放電路與電壓監(jiān)測電路并接；由串接的穩(wěn)壓二極管、第二二極管和第三二極管構(gòu)成的可控硅觸發(fā)電路，可控硅觸發(fā)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。本發(fā)明具有快速檢測過電壓，達(dá)到保護(hù)閥值即提供能量瀉放通道，從而避免IGBT燒損的特點(diǎn)，主要用于轉(zhuǎn)子變頻調(diào)速系統(tǒng)中IGBT模塊的過壓保護(hù)。
【IPC分類】H02H9-04
【公開號】CN104868457
【申請?zhí)枴緾N201410813217
【發(fā)明人】王敏化, 鄧福能, 林武生, 趙世運(yùn), 李夏蔚
【申請人】萬洲電氣股份有限公司
【公開日】2015年8月26日
【申請日】2014年12月24日