CN201571006U - 一种制动单元 - Google Patents

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Abstract

本实用新型提供了一种制动单元。该制动单元的IGBT驱动电路和IGBT模块之间设有用于检测该IGBT模块的VCE电压进行检测的过流检测电路，当该过流检测电路检测到该IGBT模块的VCE电压超过最大值时该IGBT驱动电路即封锁输出，这样即使大惯性的场合下发生过流，也能够保护IGBT模块不受损坏。

Description

一种制动单元
【技术领域】
本实用新型涉及变频器制动技术领域，尤其涉及一种具有过流检测功能的变频器制动单元。
【背景技术】
制动单元是变频器中不可或缺的装置，因此对制动单元工作过程中的保护措施十分重要。现有技术专利号为CN200320107860.2的专利文件，公开了一种带有模块故障检测电路的制动单元，但是，当IGBT模块短路时，IGBT驱动信号不一定为低电平，例如离心甩干机，由于它的惯性非常大，减速时间比较长，一旦在制动过程中IGBT模块短路，电机还在高速旋转，一直在再生电能，变频器的母线电压通过制动电阻和IGBT模块放电并不能降至制动电压以下，此时制动单元控制电路的驱动信号还是高电平，并没有保护住制动单元。
因此有必要提供一种制动单，它不仅能够适用普通制动刹车的场合，还能适用惯性大的场合，一旦在大惯性的场合下发生过流，也能够保护IGBT模块不受损坏。
【发明内容】
有鉴于此，本实用新型提供了一种即能适用普通制动刹车的场合，也能适用惯性大的场合的制动单元，能及时地保护制动单元与变频器。
本实用新型是通过以下技术方案实现的：
提供一种制动单元，该制动单元通过外界电阻与变频器连通，该制动单元包括一个控制板和一个绝缘栅双极晶体管IGBT模块，当该变频器制动时，该控制板上设置的IGBT驱动电路驱动该IGBT模块运行，该IGBT驱动电路和该IGBT模块之间还设有用于检测该IGBT模块的VCE电压进行检测的过流检测电路，当该过流检测电路检测到该IGBT模块的VCE电压超过最大值时该IGBT驱动电路即封锁输出。
提供一种如上所述的制动单元，该控制板上还设有IGBT驱动波形发生电路，该IGBT驱动波形发生电路设有一个多谐振荡器，其输出一个周期性的方波，该方波经由所述光耦隔离放大后由该光耦的out引脚输出至该IGBT模块。
本实用新型另一目的是提供一种制动单元，该制动单元包括一个壳体及与该壳体配合的上盖、多个接线端子、一个IGBT模块、一个控制板、一个散热器，及第一水泥电阻和第二水泥电阻，该多个接线端子分别为直流电压的正极、直流电压的负极和PR，该多个接线端子依次设置在该壳体的一端，该散热器设置在该多个接线端子一旁；该IGBT模块设置在该散热器上靠近该多个线端子的一端，该第一水泥电阻和第二水泥电阻设置在该散热器的另一端，该IGBT模块与两个水泥电阻之间还设有由导电材料制成的立柱，该控制板两端分别固定在该立柱和该IGBT模块之上，该IGBT模块和多个接线端子之间通过多根铜条导通。
与现有技术相比，由于本实用新型在制动单元的IGBT驱动电路和IGBT模块之间设有用于检测该IGBT模块的VCE电压进行检测的过流检测电路，当该过流检测电路检测到该IGBT模块的VCE电压超过最大值时该IGBT驱动电路即封锁输出，这样即使大惯性的场合下发生过流，也能够保护IGBT模块不受损坏。同时本实用新型还在IGBT驱动电路前设置了一个IGBT驱动波形发生电路，该IGBT驱动波形发生电路能够产生一个周期性的方波，该方波经由所述光耦隔离放大后由该光耦的out引脚输出至该IGBT模块，因此能够实现采用导通关断交替的方式驱动IGBT模块，可以有效的防止IGBT模块一直处于导通状态引起的温升过快过高的问题，进一步的保护了IGBT模块。
【附图说明】
图1是本实用新型实施例的一种制动单元的制动原理示意图；
图2是本实用新型实施例的制动单元的控制板的电路图；
图3是本实用新型实施例制动单元的构俯视图；
图4是图3的左视图。
【具体实施方式】
以下，结合附图说明和具体实施方式对本实用新型作进一步的详细描述。
本实用新型的一个实施例采用如下的方法保护变频器制动单元的IGBT模块：变频器开始制动时，制动单元控制板上的IGBT驱动电路驱动IGBT模块，在所述IGBT驱动电路驱动IGBT模块时，该控制板上的过流检测电路对IGBT模块的VCE电压进行检测，若检测到该IGBT模块的VCE电压超过最大值，该IGBT驱动电路立即封锁输出，从而保护IGBT模块。其中该过流检测电路通过检测该IGBT驱动电路中的光耦的DEAT引脚和VE引脚之间的电压来获取IGBT模块的VCE电压。
本实施例可以通过过流检测电路实时对IGBT模块的VCE电压进行检测，在大惯性的场合下发生过流时，及时封锁IBGT驱动模块的输出，能够保护IGBT模块不受损坏。同时为了防止IGBT模块长时间一直处于导通状态升温过快、过高的问题，可以在本实施例的基础上增加一个IGBT驱动波形发生电路，该IGBT驱动波形发生电路在制动过程中产生一个周期性的方波，该方波通过IGBT驱动电路隔离放大，最后驱动IGBT模块，从而使其处于导通、关断交替状态。
参阅图1，为具有过流检测功能的制动单元的电气原理图。该制动单元通过外接制动电阻与变频器连接。该制动单元包括控制板和IGBT模块。其工作过程是：外接制动电阻接到制动单元的P和PR上，而制动单元的P和N与变频器的P和N接通，直流母线电压由变频器的P和N提供，一般情况下交流三相380V整流后输出的直流母线电压为560V，当变频器开始制动时，使直流母线电压上升，并经分压产生+15V电压和+5V电压，当直流母线电压升到700V时，并且+15V电压是正常的，允许信号DRV变为高电平，此时IGBT驱动波形发生电路开始工作。其中+15V电压是通过水泥电阻分压，再经过稳压滤波得到的。IGBT驱动波形发生电路输出方波，波形通过IGBT驱动电路隔离放大，最后驱动IGBT模块。在制动过程中，IGBT过流检测电路对IGBT模块的VCE电压进行检测，当检测到IGBT模块的VCE电压超过最大值时，即制动电流超过IGBT模块的最大电流，IGBT驱动电路立即封锁输出，以保护IGBT模块。
请继续参阅图2，为制动单元的控制板的布线图。该控制板上设有IGBT驱动波形发生电路，IGBT驱动电路和过流检测电路。
该IGBT驱动波形发生电路，包括定时器U1，电阻R1、R2，电容C1、C2、C3，电阻R2的一端连接+5V电源，另一端连接定时器U1的7脚，电阻R1的一端连接定时器U1的7脚，另一端同时连接定时器U1的6脚和2脚，电容C3的一端连接+5V电源，另一端接N，电容C1的一端连接定时器U1的2脚，另一端接N，电容C2的一端连接定时器U1的5脚，另一端接N，定时器U1的3脚连到光耦U2的1脚。
该IGBT驱动电路，包括光耦U2，稳压管Z1(即第一稳压管)、Z2(即第二稳压管)，电阻R3、R4(即第四电阻)、R5(即第五电阻)，电容C4、C5、C6、C7(即第七电容)，电容C4的一端连光耦U2的1脚，另一端连光耦U2的2脚，光耦U2的2脚接N，电阻R3的一端连光耦U2的3脚，另一端连光耦U2的5脚，电容C5的一端连光耦U2的5脚，另一端接N，光耦U2的3脚接+5V电源，光耦U2的5脚接DRV，电容C6的一端接光耦U2的12、13脚，另一端接N，光耦U2的12、13脚接+15V电源，第五电阻R5的一端接光耦U2的11脚(即out引脚)，另一端与第七电容C7、第二稳压管Z2、第四电阻R4的一端相连，第七电容C7、第四电阻R4的另一端与N相连，第二稳压管Z2的另一端与第一稳压管Z1的一端相连，第一稳压管Z1的另一端与N相连，即该第一稳压管和第二稳压管串联后与第七电容、第四电阻并联在一起，光耦U2的4脚、8脚、9脚、10脚与N相连。
该过流检测电路，包括电容C8(即第八电容)，稳压管Z3(即第三稳压管)，电阻R6(即第六电阻)，二极管D1(即第一二极管)、D2(即第二二极管)，电容C8(即第八电容)连接在光耦U2的14脚和16觉之间(即DEAT引脚和VE引脚之间)，该16引脚与N相连，第三稳压管Z3的一端连光耦U2的14脚，另一端与第六电阻R6的一端相连，第六电阻R6的另一端与第一二极管D1相连，第一二极管D1的另一端与第二二极管D2的一端相连，第二二极管D2的另一端接PR。
当变频器为非制动状态时DRV为低电平，定时器U1停止工作，光耦U2停止工作。当变频器为制动状态时DRV为高电平，定时器U1开始工作，定时器U1的3脚输出一个固定占空比的方波。当DRV为高电平，波形通过光耦U2的1脚、2脚输入，经过光耦U2隔离放大后从光耦U2的11脚输出，输出接有电阻R5，通过电阻R5接到IGBT的栅极，稳压管Z2、Z1为限制驱动电压，R4为放电电阻，保证了IGBT及时关断，光耦U2的14脚与16脚为过流检测口，PR相当于IGBT模块的集电极，当光耦U2的14脚与16脚电压超过7V，即PR与N间电压超过IGBT模块的VCE最大电压，此时光耦立即封锁输出。
请一同参阅图3和图4，分别是本实用新型制动单元的一个实施例的结构俯视图和左视图。
该制动单元具有一个壳体20以及与该壳体配合的上盖10，该壳体2内一端依次设有多个接线端子：第一接线端子1、第二接线端子2和第三接线端子3，其中第一接线端子为直流电压的正极，第二接线端子2为直流电压的负极，第三接线端子3为PR(相当于IGBT模块的集电极？)。该壳体20内靠近该多个接线端子设有一个散热器4，该散热器4上靠近第一、第二和第三接线端子的一端设有IGBT模块5，另一端设有第一水泥电阻6和第二水泥电阻7，IGBT模块与两个水泥电阻之间还设有由导电材料制成的立柱8(如铜立柱)，该制动单元的控制板9的两端分别固定在立柱8和IGBT模块5之上。该IGBT模块的三个引脚(引脚51、引脚52和引脚53)穿过该控制板9，并分别通过三根铜条(54、55和56)与第一接线端子1、第二接线端子2和第三接线端子3连接。本实施例中个元件之间采用铜条连接，既能承受大电流又让整个装置美观。
本实用新型实施例在制动单元的IGBT驱动电路和IGBT模块之间设有用于检测该IGBT模块的VCE电压进行检测的过流检测电路，当该过流检测电路检测到该IGBT模块的VCE电压超过最大值时该IGBT驱动电路即封锁输出，这样即使大惯性的场合下发生过流，也能够保护IGBT模块不受损坏。同时本实用新型实施例还在IGBT驱动电路前设置了一个IGBT驱动波形发生电路，该IGBT驱动波形发生电路能够产生一个周期性的方波，该方波经由所述光耦隔离放大后由该光耦的out引脚输出至该IGBT模块，因此能够实现采用导通关断交替的方式驱动IGBT模块，可以进一步的防止IGBT模块一直处于导通状态引起的温升过快过高的问题。
以上对本实用新型实施例所提供的一种制动单元及其IGBT模块保护方法进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本实用新型的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。

Claims (6)

1.一种制动单元，该制动单元通过一个外界电阻与变频器连通，该制动单元包括一个控制板和一个绝缘栅双极晶体管IGBT模块，当该变频器制动时，该控制板上设置的IGBT驱动电路驱动该IGBT模块运行，其特征在于：该IGBT驱动电路和该IGBT模块之间还设有用于检测该IGBT模块的VCE电压进行检测的过流检测电路，当该过流检测电路检测到该IGBT模块的VCE电压超过最大值时该IGBT驱动电路即封锁输出。
2.如权利要求1所述的制动单元，其特征在于：该IGBT驱动电路包括一个光耦，该过流检测电路包括依次连接的第三稳压管、第六电阻、第一二极管和第二二极管，该第三稳压管一端与该第六电阻连接，另一端与该光耦的DEAT引脚相连，该第二二极管一端与第一二极管相连，另一端与该IGBT模块的集电极相连，该过流检测电路还包括一个第八电容，该第八电容连接在该光耦的DEAT引脚和VE引脚之间，该VE引脚同时与N线连通，所述IGBT模块的VCE电压即为该DEAT引脚和该VE引脚之间的电压。
3.如权利要求2所述的制动单元，其特征在于：该控制板上还设有IGBT驱动波形发生电路，该IGBT驱动波形发生电路设有一个多谐振荡器，其输出一个周期性的方波，该方波经由所述光耦隔离放大后由该光耦的out引脚输出至该IGBT模块。
4.如权利要求3所述的制动单元，其特征在于：该out引脚连接有第五电阻，通过该第五电阻连接到该IGBT模块的栅极，该out引脚还设有用于放电的第四电阻和用于限制驱动电压的第一稳压管、第二稳压管，以及第七电容，其中该第一稳压管和第二稳压管串联后与第七电容、第四电阻并联在一起，然后与N线相连。
5.如权利要求3所述的制动单元，其特征在于：所述IGBT驱动波形发生电路输出的周期性的方波为固定占空比方波。
6.一种制动单元，该制动单元包括一个壳体及与该壳体配合的上盖、多个接线端子、一个IGBT模块、一个控制板、一个散热器，及第一水泥电阻和第二水泥电阻，该多个接线端子分别为直流电压的正极、直流电压的负极和PR，其特征在于，该多个接线端子依次设置在该壳体的一端，该散热器设置在该多个接线端子一旁；该IGBT模块设置在该散热器上靠近该多个线端子的一端，该第一水泥电阻和第二水泥电阻设置在该散热器的另一端，该IGBT模块与两个水泥电阻之间还设有由导电材料制成的立柱，该控制板两端分别固定在该立柱和该IGBT模块之上，该IGBT模块和多个接线端子之间通过多根铜条导通。
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102355175A (zh) * 2011-09-14 2012-02-15 无锡艾柯威科技有限公司 一种感应电机刹车控制方法
CN101707462B (zh) * 2009-11-16 2012-07-11 肖海乐 一种制动单元及其igbt模块保护方法
CN108235481A (zh) * 2016-12-22 2018-06-29 佛山市顺德区美的电热电器制造有限公司 一种基于电源输入电压的igbt集电极电压保护方法、装置及电磁炉
CN109444722A (zh) * 2018-12-22 2019-03-08 中国科学院宁波材料技术与工程研究所 一种放电电路故障检测装置及其检测故障的方法
CN112172763A (zh) * 2019-07-05 2021-01-05 株洲中车时代电气股份有限公司 一种混合动力有轨电车电制动功率分配方法、装置和介质

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101707462B (zh) * 2009-11-16 2012-07-11 肖海乐 一种制动单元及其igbt模块保护方法
CN102355175A (zh) * 2011-09-14 2012-02-15 无锡艾柯威科技有限公司 一种感应电机刹车控制方法
CN102355175B (zh) * 2011-09-14 2013-05-29 无锡艾柯威科技有限公司 一种感应电机刹车控制方法
CN108235481A (zh) * 2016-12-22 2018-06-29 佛山市顺德区美的电热电器制造有限公司 一种基于电源输入电压的igbt集电极电压保护方法、装置及电磁炉
CN108235481B (zh) * 2016-12-22 2021-03-30 佛山市顺德区美的电热电器制造有限公司 一种基于电源输入电压的igbt集电极电压保护方法、装置及电磁炉
CN109444722A (zh) * 2018-12-22 2019-03-08 中国科学院宁波材料技术与工程研究所 一种放电电路故障检测装置及其检测故障的方法
CN112172763A (zh) * 2019-07-05 2021-01-05 株洲中车时代电气股份有限公司 一种混合动力有轨电车电制动功率分配方法、装置和介质
CN112172763B (zh) * 2019-07-05 2021-09-10 株洲中车时代电气股份有限公司 一种混合动力有轨电车电制动功率分配方法、装置和介质

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