CN101777756A - 用于绝缘栅双极晶体管的过流保护电路 - Google Patents

用于绝缘栅双极晶体管的过流保护电路 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种用于绝缘栅双极晶体管的过流保护电路，该电路由半波整流电路，信号分析电路，信号处理电路连接组成；半波整流电路包括三相每相电流传感器CON、CON2、CON3电阻R3、R4、R5二极管D1、D2、D3电容C2连接组成；信号分析电路由电阻R1、R2、R6、R7、R8电容C3可调电阻P1、P3运算放大器U1A和+5V电源连接组成；信号处理电路由电阻R9、R10、R11可调电阻P2电容C1电解电容E1运算放大器U1B和+5V电源连接组成。本发明电路结构设计合理，实用性强，其制造成本低，抗干扰能力强，且电路可调，性能稳定可靠，适用范围广泛。

Description

用于绝缘栅双极晶体管的过流保护电路
技术领域
本发明涉及一种过流保护电路，特别涉及一种用于绝缘栅双极晶体管的过流保护电路。
背景技术
绝缘栅双极晶体管(IGBT)大量应用在变频器和电力有源滤波器等场所。在应用IGBT的过程中，发现了一系列问题，例如过流保护、过压保护和驱动等。这对IGBT器件的应用水平、装置工作的稳定可靠，很大程度上有直接影响。因此，在应用电力电子技术过程中，一个关键问题就是保护电路的合理设计和应用。因而，实际应用中应根据具体器件的特性设计合理的电路，以实现有效可靠的保护。
发明内容
本发明的目的在于提供一种电路结构设计合理，实用性强，其制造成本低，抗干扰能力强，且电路可调，性能稳定可靠，适用范围广泛的用于IGBT的过流保护电路。
为实现上述目的本发明所采用的技术方案是：一种用于绝缘栅双极晶体管的过流保护电路，其特征在于：该电路由半波整流电路，信号分析电路，信号处理电路连接组成；所述半波整流电路中的A相电流传感器CON1的3、4端分别接电阻R3的两端，CON1的4端接地，二极管D1的阳极接CON1的3端，阴极接电容C2，电容C2另一端接地，B相电流传感器CON2的3、4端分别接电阻R4的两端，电流传感器CON2的4端接地，二极管D2的阳极接电流传感器CON2的3端，阴极接二极管D1阴极，C相电流传感器CON3的3、4端分别接电阻R5的两端，电流传感器CON2的4端接地，二极管D3的阳极接电流传感器CON3的3端，二极管D3阴极接二极管D1阴极；所述信号分析电路中的可调电阻P1的1端接二极管D1的阴极，2端接3端，3端接电阻R7一端，电阻R7另一端接运算放大器U1A的正向输入端，运算放大器U1A的4脚接地8脚接+5V电源，电阻R6的一端接P1的1端，电阻R6另一端接地，电容C3的一端接P1的3端，电容C3另一端接地，可调电阻P3的2端接3端，可调电阻P3的1端接运算放大器U1A的反向输入端，可调电阻3端接地，电阻R8一端接运算放大器U1A的反向输入端，电阻R8另一端接+5V电源，电阻R1一端接运算放大器U1A正向输入端，电阻R1另一端接电阻R2，电阻R2另一端接运算放大器U1A输出端；其所述信号处理电路中的电阻R9一端接运算放大器U1A的输出端，电阻R9另一端接运算放大器U1B的反向输入端，可调电阻P2的1端接地，可调电阻P2的3端接+5V电源，可调电阻P2的2端接电阻电阻R10，电阻R10另一端接运算放大器U1B的正向输入端，运算放大器U1B的4脚接地8脚接+5V电源，电阻R11一端接运算放大器U1B的反向输入端，电阻R11另一端接电解电容E1的负极，电解电容E1正极接+5V电源，电容C1一端接运算放大器U1B的反向输入端，电容C1另一端接运算放大器U1B输出。
本发明的有益效果是：其电路简单，设计合理，适用操作性强。制造成本低，使用能耗低，不易干扰其它电路或被其它电路干扰，性能稳定可靠，使用范围广泛。
附图说明
图1为本发明电路的原理图。
具体实施方式
以下结合附图和较佳的实施例，对依据本发明提供的具体实施方式、结构、特征详述如下：
参见图1，一种用于绝缘栅双极晶体管的过流保护电路，其特征在于：该电路由半波整流电路，信号分析电路，信号处理电路连接组成；所述半波整流电路中的A相电流传感器CON1的3、4端分别接电阻R3的两端，CON1的4端接地，二极管D1的阳极接CON1的3端，阴极接电容C2，电容C2另一端接地，B相电流传感器CON2的3、4端分别接电阻R4的两端，电流传感器CON2的4端接地，二极管D2的阳极接电流传感器CON2的3端，阴极接二极管D1阴极，C相电流传感器CON3的3、4端分别接电阻R5的两端，电流传感器CON2的4端接地，二极管D3的阳极接电流传感器CON3的3端，二极管D3阴极接二极管D1阴极；所述信号分析电路中的可调电阻P1的1端接二极管D1的阴极，2端接3端，3端接电阻R7一端，电阻R7另一端接运算放大器U1A的正向输入端，运算放大器U1A的4脚接地8脚接+5V电源，电阻R6的一端接P1的1端，电阻R6另一端接地，电容C3的一端接P1的3端，电容C3另一端接地，可调电阻P3的2端接3端，可调电阻P3的1端接运算放大器U1A的反向输入端，可调电阻3端接地，电阻R8一端接运算放大器U1A的反向输入端，电阻R8另一端接+5V电源，电阻R1一端接运算放大器U1A正向输入端，电阻R1另一端接电阻R2，电阻R2另一端接运算放大器U1A输出端；其所述信号处理电路中的电阻R9一端接运算放大器U1A的输出端，电阻R9另一端接运算放大器U1B的反向输入端，可调电阻P2的1端接地，可调电阻P2的3端接+5V电源，可调电阻P2的2端接电阻电阻R10，电阻R10另一端接运算放大器U1B的正向输入端，运算放大器U1B的4脚接地8脚接+5V电源，电阻R11一端接运算放大器U1B的反向输入端，电阻R11另一端接电解电容E1的负极，电解电容E1正极接+5V电源，电容C1一端接运算放大器U1B的反向输入端，电容C1另一端接运算放大器U1B输出。
主要元器件参数选择例如：
电阻参数：R1和R2阻值为205kΩ，R3、R4和R5阻值为1kΩ，R6和R7阻值为5kΩ，R8阻值为3.3kΩ，R9、R10和R11阻值为5.1kΩ；
电容参数：C1和C3容值为0.1μF，C2容值为10nF；
电解电容参数：E1容值为470μF；
二极管型号为4148；
运算放大器型号为LM358；
可调电阻阻值为0～10kΩ。
工作原理：该电路设有一个输入端和一个输出端。电路分为三个部分，第一部分是半波整流电路：电流传感器CON1、CON2、CON3根据主回路三相电流输入三相电压信号由二极管D1、D2、D3进行半波整流，电容C2滤波，产生直流信号；第二部分为信号处理电路：调节可调电阻P1调节电容C3的充电灵敏度，电容C3通过电阻R6放电，+5V电源经可调电阻P3和电阻R8分压为运算放大器U1A反向输入端提供一个偏置电压，偏置电压可通过可调电阻P3调节，电阻R7、R1、R2和运算放大器U1A组成运放电路，当过流发生时运算放大器U1A输出高电平；第三部分为信号处理电路：+5V电源通过可调电阻P2与R10为运算放大器U1B反向输入端提供一个较小偏置电压，该偏置电压防止电路由于干扰而误动作，电阻R9电容C2与运算放大器U1B组成运放电路，当运算放大器U1A输出高电平时即过流时运算放大器U1B输出低电平作为输出，输出接IGBT门极，使IGBT关断，当电流正常时输出为高电平，在电路上电瞬间+5V电源通过电解电容E1和电阻R11为运算放大器U1B反向输入端提供高电平，使输出为低电平锁住IGBT不工作，根据E1充电时间为电路提供一个准备时间。
上述参照实例对该用于绝缘栅双极晶体管的过流保护电路进行详细的描述，是说明性的而不是限定性的，因此在不脱离本发明总体构思下的变化和修改，应属于本发明的保护范围之内。

Claims (1)

1.一种用于绝缘栅双极晶体管的过流保护电路，其特征在于：该电路由半波整流电路，信号分析电路，信号处理电路连接组成；所述半波整流电路中的A相电流传感器CON1的3、4端分别接电阻R3的两端，CON1的4端接地，二极管D1的阳极接CON1的3端，阴极接电容C2，电容C2另一端接地，B相电流传感器CON2的3、4端分别接电阻R4的两端，电流传感器CON2的4端接地，二极管D2的阳极接电流传感器CON2的3端，阴极接二极管D1阴极，C相电流传感器CON3的3、4端分别接电阻R5的两端，电流传感器CON2的4端接地，二极管D3的阳极接电流传感器CON3的3端，二极管D3阴极接二极管D1阴极；所述信号分析电路中的可调电阻P1的1端接二极管D1的阴极，2端接3端，3端接电阻R7一端，电阻R7另一端接运算放大器U1A的正向输入端，运算放大器U1A的4脚接地8脚接+5V电源，电阻R6的一端接P1的1端，电阻R6另一端接地，电容C3的一端接P1的3端，电容C3另一端接地，可调电阻P3的2端接3端，可调电阻P3的1端接运算放大器U1A的反向输入端，可调电阻3端接地，电阻R8一端接运算放大器U1A的反向输入端，电阻R8另一端接+5V电源，电阻R1一端接运算放大器U1A正向输入端，电阻R1另一端接电阻R2，电阻R2另一端接运算放大器U1A输出端；其所述信号处理电路中的电阻R9一端接运算放大器U1A的输出端，电阻R9另一端接运算放大器U1B的反向输入端，可调电阻P2的1端接地，可调电阻P2的3端接+5V电源，可调电阻P2的2端接电阻电阻R10，电阻R10另一端接运算放大器U1B的正向输入端，运算放大器U1B的4脚接地8脚接+5V电源，电阻R11一端接运算放大器U1B的反向输入端，电阻R11另一端接电解电容E1的负极，电解电容E1正极接+5V电源，电容C1一端接运算放大器U1B的反向输入端，电容C1另一端接运算放大器U1B输出。
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