CN202586798U - 一种igbt逆变器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种IGBT逆变器，包括直流输入、IGBT功能电路、IGBT桥式逆变电路、交流输出、温度控制电路，所述IGBT功能电路分别与所述直流输入和IGBT桥式逆变电路连接，所述IGBT桥式逆变电路与所述交流输出和温度控制电路连接。本实用新型的插针式IGBT逆变器能有效的实现输入回路(直流输入)与输出回路(交流输出)的电气隔离，实现强电与弱电部分的电气隔离；精确控制逆变器功率器件IGBT内部的温度，能有效的实现对功率器件IGBT的保护；功率器件IGBT引脚采用插针式结构，使焊接更加方便，实现自动化焊接，提高工作效率。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种逆变器，更具体地说，涉及一种IGBT逆变器。
背景技术
随着电力电子技术的发展以及性能优良的功率元件的不断出现，使逆变器的研制和使用日益普遍，IGBT逆变器已被广泛使用，目前使用的IGBT逆变器存在以下问题：1、逆变器输入回路和输出回路之间电气距离小，容易相互之间产生电气干扰；2、逆变器本身不存在温度保护设计，利用温控开关检测功率器件IGBT的散热单元温度，进行保护，不能精确检测IGBT内部的真实温度，增加辅助器件温控开关，增加温度监控环节的影响因素，降低温度采集数据的准确性；3、采用螺栓式连接方式的IGBT，主要依靠人力条件进行安装，逆变器生产的一致性差，降低了逆变的工作可靠性。
实用新型内容
本实用新型要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种电气干扰小、可准确采集IGBT温度数据及焊接方便的IGBT逆变器。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种IGBT逆变器，包括直流输入、IGBT功能电路、IGBT桥式逆变电路、交流输出、温度控制电路，所述IGBT功能电路分别与所述直流输入和IGBT桥式逆变电路连接，所述IGBT桥式逆变电路与所述交流输出和温度控制电路连接。
在本实用新型所述的IGBT逆变器中，所述IGBT功能电路包括滤波电路、第一吸收电路和第二吸收电路，所述滤波电路包括第一电阻及串联的第一电容和第二电容，所述第一吸收电路包括并联的第三电容、第五电容和第七电容，所述第二吸收电路包括并联的第四电容、第六电容和第八电容。
在本实用新型所述的IGBT逆变器中，所述IGBT桥式逆变电路包括4个IGBT功率管、用于感应所述4个IGBT功率管温度变化的热敏电阻，所述4个IGBT功率管分别为第一IGBT功率管、第二IGBT功率管、第三IGBT功率管、第四IGBT功率管，所述第一IGBT功率管的集电极连接第一吸收电路的一端，发射极连接在第一吸收电路的另一端；所述第二IGBT功率管的集电极连接第二吸收电路的一端，发射极连接在第二吸收电路的另一端；所述第三IGBT功率管的集电极连接所述第一IGBT功率管的集电极，发射极连接第四IGBT功率管的集电极，所述第四IGBT功率管的发射极连接所述第二IGBT功率管的发射极；所述第一IGBT功率管的栅极连接第一驱动信号，所述第二IGBT功率管的栅极连接第二驱动信号，所述第三IGBT功率管的栅极连接第三驱动信号，所述第四IGBT功率管的栅极连接第四驱动信号；所述热敏电阻的一端连接+15V直流电源，另一端与温度控制电路连接。
在本实用新型所述的IGBT逆变器中，所述IGBT桥式逆变电路还包括第一续流二极管、第二续流二极管、第三续流二极管和第四续流二极管，所述第一续流二极管的阳极连接第一IGBT功率管的发射极，阴极连接第一IGBT功率管的集电极；所述第二续流二极管的阳极连接第二IGBT功率管的发射极，阴极连接第二IGBT功率管的集电极；所述第三续流二极管的阳极连接第三IGBT功率管的发射极，阴极连接第三IGBT功率管的集电极；所述第四续流二极管的阳极连接第四IGBT功率管的发射极，阴极连接第四IGBT功率管的集电极。
在本实用新型所述的IGBT逆变器中，所述第一IGBT功率管的发射极连接交流输出的一端，所述第三IGBT功率管的发射极连接交流输出的另一端。
在本实用新型所述的IGBT逆变器中，所述第一IGBT功率管的集电极连接直流输入的DC+端，所述第二IGBT功率管的发射极连接直流输入的DC-端。
在本实用新型所述的IGBT逆变器中，所述温度控制电路包括第四电阻、比较器，所述第四电阻的一端连接热敏电阻，另一端连接所述比较器的正向输入端；所述比较器的反向输入端通过第三电阻接+15V直流电；所述比较器的输出端通过第二电阻连接第九二极管的阳极，所述第九二极管的阴极输出温控信号。
在本实用新型所述的IGBT逆变器中，所述热敏电阻的另一端还通过第五电阻接地，所述比较器的正向输入端还通过第十电容接地，所述比较器的反向输入端还通过第六电阻接地，所述比较器的输出端还通过第九电容接地。
在本实用新型所述的IGBT逆变器中，所述4个IGBT功率管的引脚为插针式结构。
实施本实用新型的IGBT逆变器中，具有以下有益效果：1、能有效的实现输入回路(直流输入)与输出回路(交流输出)的电气隔离，实现强电与弱电部分的电气隔离；2、采用温度控制电路监控IGBT功能电路的温度变化，精确控制逆变器功率器件IGBT内部的温度，能有效的实现对功率器件IGBT的保护；3、功率器件IGBT引脚采用插针式结构，使焊接更加方便，实现自动化焊接，提高工作效率。
附图说明
下面将结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明，附图中：
图1是本实用新型一种IGBT逆变器的原理框图；
图2是本实用新型一种IGBT逆变器的电路结构图。
具体实施方式
为了使本实用新型的目的更加清楚明白，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，在本实用新型的一种IGBT逆变器的原理框图中，包含直流输入11、IGBT功能电路12、IGBT桥式逆变电路13、交流输出14、温度控制电路15，IGBT功能电路12分别与直流输入11和IGBT桥式逆变电路13连接，IGBT桥式逆变电路13与交流输出14和温度控制电路15连接。IGBT功能电路12包括滤波电路、第一吸收电路和第二吸收电路。工频电、经过工频整流后得到直流电压信号，输入到直流输入11。IGBT桥式逆变电路13包含4个功率器件IGBT及热敏电阻，该热敏电阻用于监测功率器件IGBT的温度变化。
请参照图2，本实用新型的一种IGBT逆变器的电路结构图，包括直流输入21，工频电经过工频整流后得到直流电压信号传送给直流输入21，直流输入21的DC+和DC-之间连接IGBT功能电路22中的第一电阻R1，第一电容C1和第二电容C2，其中第一电容C1和第二电容C2先串联再与第一电阻R1并联组成RC滤波电路，抑制直流输入21的电压纹波，使输入的直流电压信号达到很好的直流度。经过第一电阻R1和第一电容C1、第二电容C2组成滤波电路后，直流输入21的DC+与4个IGBT功率管组成的IGBT桥式逆变电路23的第一IGBT功率管IGBT1和第三IGBT功率管IGBT3的集电极相连，直流输入21的DC-与桥式逆变电路23的第二IGBT功率管IGBT 2和第四IGBT功率管IGBT 4的发射极相连，第一IGBT功率管IGBT 1的发射极与第二IGBT功率管IGBT 2的集电极相连，第三IGBT功率管IGBT3的发射极与IGBT 4的集电极相连，第一IGBT功率管IGBT1的发射极连接第二IGBT功率管IGBT2的集电极，第三IGBT功率管IGBT3的发射极连接第四IGBT功率管IGBT4的集电极。第一IGBT功率管IGBT1的栅极连接第一驱动信号A，第二IGBT功率管IGBT2的栅极连接第二驱动信号B，第三IGBT功率管IGBT3的栅极连接第三驱动信号C，第四IGBT功率管IGBT4的栅极连接第四驱动信号D。第一IGBT功率管IGBT 1和第二IGBT功率管IGBT 2的连接点与IGBT3和IGBT4的连接点组成了交流输出24。IGBT功能电路22中的第一吸收电路由第三电容C3、第五电容C5和第七电容C7组成，第三电容C3、第五电容C5和第七电容C7并联后连接在第一IGBT功率管IGBT 1的集电极和发射极之间，作为第一IGBT功率管IGBT 1的吸收电路，IGBT功能电路22中的第二吸收电路由第二电容C2、第四电容C4和第六电容C6组成，第二电容C2、第四电容C4和第六电容C6并联后连接在第二IGBT功率管IGBT2的集电极和发射极之间，做第二IGBT功率管IGBT2的吸收电路。该第一吸收电路和第二吸收电路控制第一IGBT功率管IGBT1和第二IGBT功率管IGBT2开关时候的电压和电流应力，提高IGBT功率管工作的可靠性。IGBT桥式逆变电路23还包括4个续流二极管，集成在IGBT功率管模块内部，分别为第一续流二极管D1、第二续流二极管D2、第三续流二极管D3、第四续流二极管D4，第一续流二极管D1的阳极连接第一IGBT功率管IGBT1的发射极，阴极连接第一IGBT功率管IGBT1的集电极；第二续流二极管D2的阳极连接第二IGBT功率管IGBT2的发射极，阴极连接第二IGBT功率管IGBT2的集电极；第三续流二极管D3的阳极连接第三IGBT功率管IGBT3的发射极，阴极连接第三IGBT功率管IGBT3的集电极。IGBT桥式逆变电路23还包括用于监测4个IGBT功率管温度的热敏电阻NTC，该热敏电阻NTC的一端连接+15V直流电源，另一端与温度控制电路25连接。温度控制电路25包括第五电阻R5、比较器U1，热敏电阻NTC的另外一端通过第五电阻R5接地，热敏电阻NTC的分压值通过第四电阻R4与比较器U1的同相输入端相连，第十电容C10连接在比较器U1同相输入端和地之间，防止热敏电阻NTC的电阻取样的被干扰。第三电阻R3和第六电阻R6串联在15V直流电源和地之间，第六电阻的分压值作为基准电压与比较器U1反向输入端相连，比较器U1的输出端连接第二电阻R2，然后再连接第九二极管D9的阳极，第九二极管D9的阴极输出温控信号E至IGBT的栅极控制电路，根据栅极控制电路的运算结果控制第一驱动信号A、第二驱动信号B、第三驱动信号C和第四驱动信号D，进而控制IGBT1、IGBT2、IGBT3和IGBT4的开通和关断，最终控制整个逆变器的工作状态。温度控制电路25还包括第九电容C9，第九电容C9连接在比较器U1的输出端与地之间，使比较器输出信号不被干扰。
IGBT桥式逆变电路23中的4个IGBT功率管的引脚采用插针式结构，使焊接更加方便，实现自动化焊接，提高工作效率。
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 (9)
1.一种IGBT逆变器，其特征在于，包括直流输入(11)、IGBT功能电路(12)、IGBT桥式逆变电路(13)、交流输出(14)、温度控制电路(15)、，所述IGBT功能电路(12)分别与所述直流输入(11)和IGBT桥式逆变电路(13)连接，所述IGBT桥式逆变电路(13)与所述交流输出(14)和温度控制电路(15)连接。
2.根据权利要求1所述的IGBT逆变器，其特征在于，所述IGBT功能电路(12)包括滤波电路、第一吸收电路和第二吸收电路，所述滤波电路包括第一电阻(R1)及串联的第一电容(C1)和第二电容(C2)，所述第一吸收电路包括并联的第三电容(C3)、第五电容(C5)和第七电容(C7)，所述第二吸收电路包括并联的第四电容(C4)、第六电容(C6)和第八电容(C8)。
3.根据权利要求1所述的IGBT逆变器，其特征在于，所述IGBT桥式逆变电路(13)包括4个IGBT功率管、用于监测所述4个IGBT功率管温度变化的热敏电阻(NTC)，所述4个IGBT功率管分别为第一IGBT功率管(IGBT1)、第二IGBT功率管(IGBT2)、第三IGBT功率管(IGBT3)、第四IGBT功率管(IGBT4)，所述第一IGBT功率管(IGBT1)的集电极连接第一吸收电路的一端，发射极连接在第一吸收电路的另一端；所述第二IGBT功率管(IGBT2)的集电极连接第二吸收电路的一端，发射极连接在第二吸收电路的另一端；所述第三IGBT功率管(IGBT3)的集电极连接所述第一IGBT功率管(IGBT1)的集电极，发射极连接第四IGBT功率管(IGBT4)的集电极，所述第四IGBT功率管(IGBT4)的发射极连接所述第二IGBT功率管(IGBT2)的发射极；所述第一IGBT功率管(IGBT1)的栅极连接第一驱动信号(A)，所述第二IGBT功率管(IGBT2)的栅极连接第二驱动信号(B)，所述第三IGBT功率管(IGBT3)的栅极连接第三驱动信号(C)，所述第四IGBT功率管(IGBT4)的栅极连接第四驱动信号(D)；所述热敏电阻(NTC)的一端连接+15V直流电源，另一端与温度控制电路(15)连接。
4.根据权利要求3所述的IGBT逆变器，其特征在于，所述IGBT桥式逆变电路(13)还包括第一续流二极管(D1)、第二续流二极管(D2)、第三续流二极管(D3)和第四续流二极管(D4)，所述第一续流二极管(D1)的阳极连接第一IGBT功率管(IGBT1)的发射极，阴极连接第一IGBT功率管(IGBT1)的集电极；所述第二续流二极管(D2)的阳极连接第二IGBT功率管(IGBT2)的发射极，阴极连接第二IGBT功率管(IGBT2)的集电极；所述第三续流二极管(D3)的阳极连接第三IGBT功率管(IGBT3)的发射极，阴极连接第三IGBT功率管(IGBT3)的集电极；所述第四续流二极管(D4)的阳极连接第四IGBT功率管(IGBT4)的发射极，阴极连接第四IGBT功率管(IGBT4)的集电极。
5.根据权利要求3所述的IGBT逆变器，其特征在于，所述第一IGBT功率管(IGBT1)的发射极连接交流输出(14)的一端，所述第三IGBT功率管(IGBT3)的发射极连接交流输出(14)的另一端。
6.根据权利要求3所述的IGBT逆变器，其特征在于，所述第一IGBT功率管(IGBT1)的集电极连接直流输入(11)的DC+端，所述第二IGBT功率管(IGBT2)的发射极连接直流输入(11)的DC-端。
7.根据权利要求3所述的IGBT逆变器，其特征在于，所述温度控制电路(15)包括第四电阻(R4)、比较器(U1)，所述第四电阻(R4)的一端连接热敏电阻(NTC)，另一端连接所述比较器(U1)的正向输入端；所述比较器(U1)的反向输入端通过第三电阻(R3)接+15V直流电；所述比较器(U1)的输出端通过第二电阻(R2)连接第九二极管(D9)的阳极，所述第九二极管(D9)的阴极输出温控信号(E)。
8.根据权利要求7所述的IGBT逆变器，其特征在于，所述热敏电阻(NTC)的另一端还通过第五电阻(R5)接地，所述比较器(U1)的正向输入端还通过第十电容(C10)接地，所述比较器(U1)的反向输入端还通过第六电阻(R6)接地，所述比较器(U1)的输出端还通过第九电容(C9)接地。
9.根据权利要求3所述的IGBT逆变器，其特征在于，所述4个IGBT功率管的引脚为插针式结构。
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