CN201781268U - 一种逆变器的过压保护装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种逆变器的过压保护装置，所述过压保护装置包括控制模块、驱动模块和泄放模块，所述泄放模块与所述逆变器的直流端电连接，所述泄放模块包括第一IGBT单元和泄放负载，所述泄放负载、第一IGBT单元以及所述逆变器直流端的正极和负极电连接形成回路；所述控制模块，用于检测所述逆变器直流端的电压，将检测到的电压值与设定电压值进行比较，并根据比较结果发送控制信号给所述驱动模块；所述驱动模块，用于根据控制信号，发送驱动信号给第一IGBT单元以驱动第一IGBT单元工作或停止工作。该逆变器的过压保护装置能迅速阻止逆变器直流端电压的增大，防止高电压对逆变器中的IGBT的冲击以及防止逆变器的损坏。

Description

一种逆变器的过压保护装置

技术领域

本实用新型属于逆变器领域，尤其涉及一种逆变器的过压保护装置。

背景技术

逆变器是一种将直流电转变成为交流电的逆向变压器，输入的直流电压经过逆变器中的逆变模块转变成脉冲形式的交流电，进而经过逆变变压器转变成若干脉冲幅值不同的交流电压输出。

逆变器的输入电压和输出电压一般高达上千伏甚至几千伏，当逆变器在工作时，逆变器的输入直流端电压突然发生短路或断路，直流端电压会迅速上升，如果不能及时有效的采取保护措施，会使逆变器损坏。目前对逆变器的保护装置，包括用于检测逆变器直流端电压的电压检测单元和控制单元，当逆变器直流端发生断路时，电压检测单元检测到的实际电压超过预设保护电压，控制单元控制驱动单元停止发送PWM波，逆变器中的IGBT单元便停止工作，但是由于元器件的反应延迟，即使停止发送PWM波，只是减小电压的上升幅值，逆变器直流端的电压依然会迅速增加，还是会对逆变器中的IGBT造成冲击，若是在大功率工作条件下，较高的工作电压会对IGBT造成更大的冲击，甚至可能将IGBT损坏。

实用新型内容

本实用新型为解决现有技术中存在的在逆变器直流端发生断路时，无法阻止电压的上升，对IGBT造成很大的冲击，甚至可能将IGBT损坏的问题，提供一种在逆变器直流端发生断路时能迅速阻止电压增大，防止电压冲击的逆变器的过压保护装置。

本实用新型提供一种逆变器的过压保护装置，所述过压保护装置包括控制

一种逆变器的过压保护装置

技术领域

本实用新型属于逆变器领域，尤其涉及一种逆变器的过压保护装置。

背景技术

逆变器是一种将直流电转变成为交流电的逆向变压器，输入的直流电压经过逆变器中的逆变模块转变成脉冲形式的交流电，进而经过逆变变压器转变成若干脉冲幅值不同的交流电压输出。

逆变器的输入电压和输出电压一般高达上千伏甚至几千伏，当逆变器在工作时，逆变器的输入直流端电压突然发生短路或断路，直流端电压会迅速上升，如果不能及时有效的采取保护措施，会使逆变器损坏。目前对逆变器的保护装置，包括用于检测逆变器直流端电压的电压检测单元和控制单元，当逆变器直流端发生断路时，电压检测单元检测到的实际电压超过预设保护电压，控制单元控制驱动单元停止发送PWM波，逆变器中的IGBT单元便停止工作，但是由于元器件的反应延迟，即使停止发送PWM波，只是减小电压的上升幅值，逆变器直流端的电压依然会迅速增加，还是会对逆变器中的IGBT造成冲击，若是在大功率工作条件下，较高的工作电压会对IGBT造成更大的冲击，甚至可能将IGBT损坏。

实用新型内容

本实用新型为解决现有技术中存在的在逆变器直流端发生断路时，无法阻止电压的上升，对IGBT造成很大的冲击，甚至可能将IGBT损坏的问题，提供一种在逆变器直流端发生断路时能迅速阻止电压增大，防止电压冲击的逆变器的过压保护装置。

本实用新型提供一种逆变器的过压保护装置，所述过压保护装置包括控制模块、驱动模块和泄放模块，所述泄放模块与所述逆变器的直流端电连接，所述泄放模块包括第一IGBT单元和泄放负载，所述泄放负载、第一IGBT单元的输出端和输入端以及所述逆变器直流端的正极和负极电连接形成回路；

所述控制模块，用于检测所述逆变器直流端的电压，将检测到的电压值与设定电压值进行比较，并根据比较结果发送控制信号给所述驱动模块；

所述驱动模块，用于根据控制信号，发送驱动信号给第一IGBT单元以驱动第一IGBT单元工作或停止工作。

进一步改进，所述第一IGBT单元的控制端与所述驱动模块的输出端电连接，所述第一IGBT单元的输入端与所述泄放负载的一端电连接，所述泄放负载的另一端与所述逆变器直流端的正极电连接，所述第一IGBT单元的输出端与所述逆变器直流端的负极电连接。

进一步改进，所述泄放模块还包括第二IGBT单元，所述第二IGBT单元的输入端与所述逆变器直流端的正极电连接，所述第二IGBT单元的输出端与所述第一IGBT单元的输入端电连接。

进一步改进，所述第二IGBT单元的控制端与所述第二IGBT单元的输出端电连接。

进一步改进，所述泄放模块还包括n个与所述驱动模块电连接的第三IGBT单元，所述第三IGBT单元与所述第一IGBT单元并联，其中n≥1且n为整数。

进一步改进，所述第三IGBT单元的控制端与所述驱动模块的输出端电连接，所述第三IGBT单元的输出端与所述第一IGBT单元的输出端电连接，所述第三IGBT单元的输入端与所述第一IGBT单元的输入端电连接。

进一步改进，所述第一IGBT单元、第二IGBT单元以及第三IGBT单元分别包括IGBT管以及二极管，所述二极管的阳极与所述IGBT管的射极电连接，所述二极管的阴极与所述IGBT管的栅极电连接。

进一步改进，所述控制模块包括用于检测逆变器直流端电压的检测单元，以及将检测到的电压值与设定电压值进行比较，并根据比较结果发送控制信号给所述驱动模块的控制单元，所述检测单元与所述控制单元电连接。检测逆变器直流端的电压可以通过现有电压检测电路实现，本实施例中，所述检测单元为电压传感器，所述控制单元为型号TMS320F2812的芯片。

进一步改进，所述驱动模块为型号1ED020112-FA的芯片。

进一步改进，所述泄放负载为电阻。

本实用新型提供的逆变器过压保护装置与现有技术相比，在逆变器直流端发生断路，使得逆变器直流端的电压突然增大时，控制泄放模块的导通，通过泄放模块中的IGBT单元和泄放负载，能迅速阻止逆变器直流端电压的增大，防止高电压对逆变器中的IGBT的冲击以及防止逆变器的损坏。

附图说明

图1为本实用新型一个实施例的结构框图；

图2为本实用新型中的泄放模块第一种实施例的电路图；

图3为本实用新型中的泄放模块第二种实施例的电路图。

具体实施方式

为了使本实用新型所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

如图1所示，本实用新型一种实施例的逆变器的过压保护装置，所述过压保护装置包括控制模块1、驱动模块2和泄放模块3，所述泄放模块3与所述逆变器4的直流端DC电连接，所述泄放模块3包括第一IGBT单元31和泄放负载32，所述泄放负载32、第一IGBT单元31以及所述逆变器直流端的正极和负极电连接形成回路；

所述控制模块1，用于检测所述逆变器4直流端的电压，将检测到的电压值与设定电压值进行比较，并根据比较结果发送控制信号给所述驱动模块5；

所述驱动模块5，用于根据控制信号，发送驱动信号给第一IGBT单元31以驱动第一IGBT单元31工作或停止工作。逆变器4的直流端DC接入直流电压，交流端AC输出交流电压，当逆变器4的直流端发生断路时，控制模块1检测到直流端的电压大于设定的安全电压值，控制模块1发送控制信号给现有的逆变器驱动单元以及本实用新型中的驱动模块2，控制逆变器4驱动单元停止发出PWM波，同时驱动模块2发出高电平，使泄放模块3中第一IGBT单元31导通，第一IGBT单元31为大功率的工作元件，能承受大电流放电，通过泄放负载32使直流端的电压快速降低，防止高电压对逆变器中的IGBT的冲击以及防止逆变器的损坏。此部分控制驱动单元停止发出PWM波和驱动模块2发出高电平的方法属于本领域的公知常识，在此不做过多赘述。

进一步改进，所述控制模块1包括用于检测逆变器直流端电压的检测单元11，以及将检测到的电压值与设定电压值进行比较并根据比较结果发送控制信号给所述驱动模块的控制单元12，所述检测单元11与所述控制单元12电连接。所述检测单元11可以是现有中用于检测电压的检测电路，本实施例中所述检测单元11为电压传感器，所述控制单元为型号TMS320F2812的芯片。

进一步改进，所述第一IGBT单元31的控制端与所述驱动模块2的输出端电连接，所述第一IGBT单元31的输入端与所述泄放负载32的一端电连接，所述泄放负载32的另一端与所述逆变器直流端的正极电连接，所述第一IGBT单元31的输出端与所述逆变器直流端的负极电连接。当然也可以是所述逆变器4直流端的正极直接与第一IGBT单元31的输入端电连接，第一IGBT单元31的输出端与所述泄放负载32的一端电连接，所述泄放负载32的另一端电连接与所述逆变器直流端的负极电连接，只要在逆变器4直流端发生断路，直流端电压升高时，第一IGBT单元31、泄放负载32以及逆变器直流端形成可以到导通的回路，迅速使直流端的电压降低即可。

进一步改进，所述IGBT单元包括IGBT管以及二极管，所述二极管的阳极与所述IGBT管的射极电连接，所述二极管的阴极与所述IGBT管的栅极电连接，所述IGBT管的集极为所述IGBT单元的控制端，所述IGBT管的栅极为所述IGBT单元的输出端，所述IGBT管的射极为所述IGBT单元的输入端，为本领域公知常识。本实施例中，第一IGBT单元31中IGBT管的集级与所述驱动模块2电连接，通过驱动模块2发出的高电平，使第一IGBT单元31中IGBT管的栅极和射级导通，此处IGBT管起到作为开关的作用，同时作为大功率元器件能承受大电流导通，再通过泄放负载32就能迅速使直流端的电压降低。

进一步改进，如图2所示，第一实施例中，所述泄放模块3还包括第二IGBT单元33，所述第二IGBT单元33的输入端与所述逆变器直流端的正极电连接，所述第二IGBT单元33的输出端与所述第一IGBT单元的输入端电连接，而所述第二IGBT单元33的控制端处于悬空状态，即无法接受驱动信号，则第二IGBT单元33一直处于关断状态，优选情况下，所述第二IGBT单元33的控制端与所述第二IGBT单元的输出端电连接，同样也是使第二IGBT单元33一直处于关断状态。

本实施例中，第二IGBT单元33同样包括IGBT管以及二极管，二极管的阳极与所述IGBT管的射极电连接，所述二极管的阴极与所述IGBT管的栅极电连接，与第一IGBT单元31不同在于：第二IGBT单元33中IGBT管的集级与其自身的射级电连接，即第二IGBT单元33中IGBT管一直处于关断状态，当泄放完毕后，驱动模块2发出低电平，使第一IGBT单元31关断时，电路中的电流发生变化，而泄放负载32在电路中产生了杂散的电感也就产生电流，此时产生的电流可以通过第二IGBT单元33中的二极管回到直流端正极，从而保护第一IGBT单元31。

进一步改进，如图3所示为本实用新型泄放模块3的第二实施例，第二实施例与第一实施例的不同在于：所述泄放模块3还包括n个与所述驱动模块电连接的第三IGBT单元341、342……34n，所述第三IGBT单元与所述第一IGBT单元31并联，其中n≥1且n为整数。当逆变器直流端电压需要更加快速降低时，而泄放电流的大小已经超过一个IGBT单元可以承受的最大电流时，可以通过并联多个IGBT单元，使泄放模块3可以承受的泄放电流增大，那么泄放模块3能更迅速地降低逆变器直流端的电压。优选情况下：所述n个第三IGBT单元的控制端均与所述驱动模块2的输出端电连接，所述n个第三IGBT单元的输出端均与所述第一IGBT单元31的输出端电连接，所述n个第三IGBT单元的输入端均与所述第一IGBT单元31的输入端电连接。

进一步改进，所述驱动模块为型号1ED020112-FA的芯片。该芯片用于发出高低电平使IGBT单元导通或关断，当然也可以采用具有类似功能的其他芯片。该芯片可通过外部采购而获得，为本领域技术人员的公知常识。

进一步改进，所述泄放负载32为电阻。当然也可以采用具有类似功能的其他负载，同样可通过外部采购而获得，为本领域技术人员的公知常识

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种逆变器的过压保护装置，其特征在于：所述过压保护装置包括控制模块、驱动模块和泄放模块，所述泄放模块与所述逆变器的直流端电连接，所述泄放模块包括第一IGBT单元和泄放负载，所述泄放负载、第一IGBT单元以及所述逆变器直流端的正极和负极电连接形成回路；

所述控制模块，用于检测所述逆变器直流端的电压，将检测到的电压值与设定电压值进行比较，并根据比较结果发送控制信号给所述驱动模块；

所述驱动模块，用于根据控制信号，发送驱动信号给第一IGBT单元以驱动第一IGBT单元工作或停止工作。

2.如权利要求1所述的逆变器的过压保护装置，其特征在于：所述第一IGBT单元的控制端与所述驱动模块的输出端电连接，所述第一IGBT单元的输入端与所述泄放负载的一端电连接，所述泄放负载的另一端与所述逆变器直流端的正极电连接，所述第一IGBT单元的输出端与所述逆变器直流端的负极电连接。

3.如权利要求2所述的逆变器的过压保护装置，其特征在于：所述泄放模块还包括第二IGBT单元，所述第二IGBT单元的输入端与所述逆变器直流端的正极电连接，所述第二IGBT单元的输出端与所述第一IGBT单元的输入端电连接。

4.如权利要求3所述的逆变器的过压保护装置，其特征在于：所述第二IGBT单元的控制端与所述第二IGBT单元的输出端电连接。

5.如权利要求3所述的逆变器的过压保护装置，其特征在于：所述泄放模块还包括n个与所述驱动模块电连接的第三IGBT单元，所述第三IGBT单元与所述第一IGBT单元并联，其中n≥1且n为整数。

6.如权利要求5所述的逆变器的过压保护装置，其特征在于：所述第三IGBT单元的控制端与所述驱动模块的输出端电连接，所述第三IGBT单元的输出端与所述第一IGBT单元的输出端电连接，所述第三IGBT单元的输入端与所述第一IGBT单元的输入端电连接。

7.如权利要求5所述的逆变器的过压保护装置，其特征在于：所述第一IGBT单元、第二IGBT单元以及第三IGBT单元分别包括IGBT管以及二极管，所述二极管的阳极与所述IGBT管的射极电连接，所述二极管的阴极与所述IGBT管的栅极电连接。

8.如权利要求1所述的逆变器的过压保护装置，其特征在于：所述控制模块包括用于检测逆变器直流端电压的检测单元，以及将检测到的电压值与设定电压值进行比较并根据比较结果发送控制信号给所述驱动模块的控制单元，所述检测单元与所述控制单元电连接，所述检测单元为电压传感器，所述控制单元为型号TMS320F2812的芯片。

9.如权利要求1所述的逆变器的过压保护装置，其特征在于：所述驱动模块为型号1ED020I12-FA的芯片。

10.如权利要求1所述的逆变器的过压保护装置，其特征在于：所述泄放负载为电阻。

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