CN110365201A - 一种适用于三电平igbt桥臂的pwm互锁保护电路 - Google Patents

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Abstract

本发明揭示了一种适用于三电平IGBT桥臂的PWM互锁保护电路，IGBT模块设有四路驱动信号输出，分别为PWM1、PWM2、PWM3、PWM4，保护电路设有74LS183芯片，所述74LS183芯片的第1、3、13、12引脚分别连接PWM1、PWM2、PWM3、PWM4，所述74LS183芯片的第4、11引脚接地，本发明的优点在于可以防止三电平变流器的每个桥臂上有3个及以上IGBT同时导通的情况发生，保护三电平变流器IGBT桥臂不会损坏，提高三电平变流器的可靠性。

Description

一种适用于三电平IGBT桥臂的PWM互锁保护电路
技术领域
本发明涉及电力电子领域，特别涉及一种适用于三电平IGBT桥臂的PWM互锁保护电路。
背景技术
近年来，在高压大功率场合，三电平变换器应用受到越来越多的关注。三电平变换器的电路拓扑结构种类较多，大致可以分为：二极管钳位型，飞跃电容型和独立直流电源级联型。三电平变换器虽然种类繁多，但是都具有个共同点：每个桥臂由4个IGBT组成。三电平变换器由于每个桥臂上都有4个IGBT，这就需要变换器每个桥臂上都有四路PWM波对其进行控制，这是导致其控制策略比传统两电平变换器控制策略复杂的重要原因。
三电平变换器除了每个桥臂上的4个IGBT同时导通时会损坏IGBT，当每个桥臂上的4个IGBT中有3个同时导通时也会损坏IGBT。现如今缺少一种结构简单、设计合理且成本低的三电平IGBT桥臂PWM互锁保护电路，以防止上述两种工况的发生，保护三电平变流器IGBT桥臂不会损坏，提高三电平变流器的可靠性。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是实现一种适用于三电平IGBT桥臂的PWM互锁保护电路，以防止三电平变流器的每个桥臂上有3个及以上IGBT同时导通的情况发生，保护三电平变流器IGBT桥臂不会损坏，提高三电平变流器的可靠性。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：一种适用于三电平IGBT桥臂的PWM互锁保护电路，IGBT模块设有四路驱动信号输出，分别为PWM1、PWM2、PWM3、PWM4，保护电路设有74LS183芯片，所述74LS183芯片的第1、3、13、12引脚分别连接PWM1、PWM2、PWM3、PWM4，所述74LS183芯片的第4、11引脚接地。
所述保护电路设有74LS00芯片；所述74LS183芯片的第6引脚输出信号S1，第10引脚输出信号CO2，所述信号S1和信号CO2输入74LS00芯片的输入端进行与非运算，所述74LS00芯片的输出端输出信号A；所述74LS183芯片的第8引脚输出信号S2，第5引脚输出信号CO1，所述信号S2和信号CO1输入74LS00芯片的输入端进行与非运算，所述74LS00芯片的输出端输出信号B；所述74LS183芯片的第10引脚输出信号CO2，第5引脚输出信号CO1，所述信号CO2和信号CO1输入74LS00芯片的输入端进行与非运算，所述74LS00芯片的输出端输出信号C。
所述保护电路设有74LS08芯片，所述信号A与信号B接入74LS08芯片的输入端进行与运算，所述74LS08芯片的输出端生成信号C1，所述信号C和信号C1接入74LS08芯片的输入端进行与运算，所述74LS08芯片的输出端生成信号EN。
所述信号EN与驱动信号PWM1接入74LS08芯片的输入端进行与运算并生成驱动信号EPWM1，所述信号EN与驱动信号PWM2接入74LS08芯片的输入端进行与运算并生成驱动信号EPWM2，所述信号EN与驱动信号PWM3接入74LS08芯片的输入端进行与运算并生成驱动信号EPWM3，所述信号EN与驱动信号PWM4接入74LS08芯片的输入端进行与运算并生成驱动信号EPWM4。
所述驱动信号EPWM1、EPWM2、EPWM2和EPWM4均为低电平，作为生成三电平I GBT桥臂的输出驱动信号。
本发明的优点在于可以防止三电平变流器的每个桥臂上有3个及以上I GBT同时导通的情况发生，保护三电平变流器IGBT桥臂不会损坏，提高三电平变流器的可靠性。
附图说明
下面对本发明说明书中每幅附图表达的内容作简要说明：
图1为适用于三电平IGBT桥臂的PWM互锁保护电路原理图。
具体实施方式
下面对照附图，通过对实施例的描述，本发明的具体实施方式如所涉及的各构件的形状、构造、各部分之间的相互位置及连接关系、各部分的作用及工作原理、制造工艺及操作使用方法等，作进一步详细的说明，以帮助本领域技术人员对本发明的发明构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解。
本发明适用于三电平IGBT桥臂的PWM互锁保护电路，由一片74LS183芯片、一片74LS00及两片74LS08组成。可以防止三电平变流器的每个桥臂上有3个及以上IGBT同时导通的情况发生，保护三电平变流器IGBT桥臂不会损坏，提高三电平变流器的可靠性。
原始四路驱动信号PWM1—PWM4分别输入到芯片74LS183的第1、3、13、12引脚；芯片74LS183的第4、11引脚接地；
芯片74LS183输出信号S1与输出信号CO2通过芯片74LS00芯片进行与非运算，生成信号A；
芯片74LS183输出信号S2与输出信号CO1通过芯片74LS00芯片进行与非运算，生成信号B；
芯片74LS183输出信号CO1与输出信号CO2通过芯片74LS00芯片进行与非运算，生成信号C；
信号A与信号B通过芯片74LS08进行与运算，生成信号C1；
信号C1与信号C通过芯片74LS08进行与运算，生成信号EN；
信号EN分别与原始四路驱动信号PWM1—PWM4通过74LS08进行与运算，生成三电平IGBT桥臂的驱动信号EPWM1—EPWM4；
如下表所示，三电平变流器的每个桥臂上有3个及以上IGBT同时导通的情况有五种，序号分别为7、11、13、14、15；当发生上述五种情况时，本发明由于信号EN分别与原始四路驱动信号PWM1—PWM4通过74LS08进行与运算，生成的三电平IGBT桥臂的驱动信号EPWM1—EPWM4均为低电平，保护了三电平变流器IGBT桥臂不会损坏，提高三电平变流器的可靠性。
上面结合附图对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种适用于三电平IGBT桥臂的PWM互锁保护电路，IGBT模块设有四路驱动信号输出，分别为PWM1、PWM2、PWM3、PWM4，其特征在于：保护电路设有74LS183芯片，所述74LS183芯片的第1、3、13、12引脚分别连接PWM1、PWM2、PWM3、PWM4，所述74LS183芯片的第4、11引脚接地。
2.根据权利要求1所述的适用于三电平IGBT桥臂的PWM互锁保护电路，其特征在于：所述保护电路设有74LS00芯片；所述74LS183芯片的第6引脚输出信号S1，第10引脚输出信号CO2，所述信号S1和信号CO2输入74LS00芯片的输入端进行与非运算，所述74LS00芯片的输出端输出信号A；所述74LS183芯片的第8引脚输出信号S2，第5引脚输出信号CO1，所述信号S2和信号CO1输入74LS00芯片的输入端进行与非运算，所述74LS00芯片的输出端输出信号B；所述74LS183芯片的第10引脚输出信号CO2，第5引脚输出信号CO1，所述信号CO2和信号CO1输入74LS00芯片的输入端进行与非运算，所述74LS00芯片的输出端输出信号C。
3.根据权利要求2所述的适用于三电平IGBT桥臂的PWM互锁保护电路，其特征在于：所述保护电路设有74LS08芯片，所述信号A与信号B接入74LS08芯片的输入端进行与运算，所述74LS08芯片的输出端生成信号C1，所述信号C和信号C1接入74LS08芯片的输入端进行与运算，所述74LS08芯片的输出端生成信号EN。
4.根据权利要求3所述的适用于三电平IGBT桥臂的PWM互锁保护电路，其特征在于：所述信号EN与驱动信号PWM1接入74LS08芯片的输入端进行与运算并生成驱动信号EPWM1，所述信号EN与驱动信号PWM2接入74LS08芯片的输入端进行与运算并生成驱动信号EPWM2，所述信号EN与驱动信号PWM3接入74LS08芯片的输入端进行与运算并生成驱动信号EPWM3，所述信号EN与驱动信号PWM4接入74LS08芯片的输入端进行与运算并生成驱动信号EPWM4。
5.根据权利要求4所述的适用于三电平IGBT桥臂的PWM互锁保护电路，其特征在于：所述驱动信号EPWM1、EPWM2、EPWM2和EPWM4均为低电平，作为生成三电平IGBT桥臂的输出驱动信号。
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