CN202872657U - 一种变频器驱动模块中igbt的替代装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种变频器驱动模块中IGBT的替代装置，包括：整流电路、防浪涌电路、升压电路、稳压电路、逆变电路、监测器和控制器；整流电路与防浪涌电路电连接，对三相交流输入端进行整流；防浪涌电路与升压电路电连接，防止输入端接入瞬间电流过大；升压电路与稳压电路电连接，对整流电路输出的直流电压进行升压；稳压电路与逆变电路电连接，稳定整流电路输出的直流电压；逆变电路与监测器电连接，完成三相交流输出；监测器与控制器电连接，检测三相交流输出的温度、电流和电压信号；控制器接收温度、电流和电压信号，并根据温度、电流和电压信号控制信逆变电路。本实用新型能够提高系统的可靠性、降低系统的成本。

Description

一种变频器驱动模块中IGBT的替代装置

技术领域

本实用新型涉及变频技术领域，更具体地说，涉及一种变频器驱动模块中IGBT的替代装置。

背景技术

IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)也称为绝缘栅双极晶体管，是一种复合了功率场效应管和电力晶体管的优点而产生的一种新型复合器件，它同时具有MOSFET的高速开关及电压驱动特性和双极晶体管的低饱和电压特性，及易实现较大电流的能力，输入阻抗高、工作速度快、热稳定性好、驱动电路简单，且通态电压低、耐压高和承受电流大，这些使得IGBT成为近年来电力电子领域中尤为瞩目的电力电子驱动器件。以逆变电路为核心的变频技术不断应用，发展迅速，日益增长，而且变频器驱动系统中普遍采用IGBT模块， 皆因其性能完全优于传统功率器件，但是IGBT模块整体成本高， IGBT模块驱动功率居中，在应用中也会产生很大的热损耗，降低使用性能，甚至毁坏。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型提供一种变频器驱动模块中IGBT的替代装置，以实现能够提高系统的可靠性、降低系统的成本。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案为一种变频器驱动模块中IGBT的替代装置，包括：整流电路、防浪涌电路、升压电路、稳压电路、逆变电路、监测器和控制器；其中：

所述整流电路与所述防浪涌电路电连接，对三相交流输入端进行整流；

所述防浪涌电路与所述升压电路电连接，防止输入端接入瞬间电流过大；

所述升压电路与所述稳压电路电连接，对所述整流电路输出的直流电压进行升压；

所述稳压电路与所述逆变电路电连接，稳定所述整流电路输出的直流电压；

所述逆变电路与所述监测器电连接，完成三相交流输出；

所述检测器与所述控制器电连接，检测三相交流输出的温度、电流和电压信号，并将所述温度、电流和电压信号发送至所述控制器；

所述控制器接收所述温度、电流和电压信号，并根据所述温度、电流和电压信号控制所述逆变电路。

优选地，所述整流电路包括：第一二极管、第二二极管、第三二极管、第四二极管、第五二极管和第六二极管；其中：

所述第一二极管和第四二极管串联的中间节点与R相输入端相连；

所述第二二极管和第五二极管串联的中间节点与S相输入端相连；

所述第三二极管和第六二极管串联的中间节点与T相输入端相连。

优选地，所述防浪涌电路包括：晶闸管、第一开关和第一电阻；其中：

所述晶闸管、第一开关和第一电阻分别并联连接；

并联输入端与所述第三二极管的阴极电连接。

优选地，所述升压电路包括：第一电容、第二开关和第二电容；其中：

所述第一电容的阳极与所述第一电阻的输出端电连接，阴极分别与所述第三二极管的阳极和所述第二开关电连接；

所述第二电容的阳极与所述第二开关电连接，阴极与所述第六二极管的阳极电连接。

优选地，所述稳压电路包括：第三电容、第四电容、第五电容、第二电阻和第三电阻；其中：

所述第三电容和所述第四电容串联；

所述第五电容并联在所述第三电容和第四电容两端；

所述第二电阻和所述第三电阻串联，串接中点与所述第三电容和所述第四电容串接的中点连接。

优选地，所述逆变电路包括：第一VDMOS管、第二VDMOS管、第三VDMOS管、第四VDMOS管、第五VDMOS管、第六VDMOS管、第七二极管、第八二极管、第九二极管、第十二极管、第十一二极管和第十二二极管；其中：

所述第一VDMOS管和所述第二VDMOS管串联，串连接的中点为U相输出；

所述第七二极管和第八二极管串联连接后并联在所述第一VDMOS管和所述第二VDMOS管两端；

所述第三VDMOS管和所述第四VDMOS管串联，串连接的中点为V相输出；

所述第九二极管和第十二极管串联连接后并联在所述第三VDMOS管和所述第四VDMOS管两端；

所述第五VDMOS管和所述第六VDMOS管串联，串连接的中点为W相输出；

所述第十一二极管和第十二二极管串联连接后并联在所述第五VDMOS管和所述第六VDMOS管两端。

从上述的技术方案可以看出，本实用新型公开的一种变频驱动系统，通过采用监测器对三相输出的电流、电压和温度进行监测，并将监测到的电流、电压和温度的信号发送至控制器中，控制器可根据接收到的电流、电压和温度的信号对变频驱动系统进行实时的控制，提高保护电路的可靠性，且采用功率管组成的开关阵列，降低了系统的成本。  

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例公开的一种变频器驱动模块中IGBT的替代装置的结构示意图；

图2为本实用新型公开的一种变频器驱动模块中IGBT的替代装置的电路图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

本实用新型实施例公开了一种变频器驱动模块中IGBT的替代装置，以实现能够提高系统的可靠性、降低系统的成本。

如图1所示，一种变频器驱动模块中IGBT的替代装置，包括：整流电路1、防浪涌电路2、升压电路3、稳压电路4、逆变电路5、监测器6和控制器7；其中：

整流电路1与防浪涌电路2电连接，对三相交流输入端进行整流；

防浪涌电路2与升压电路3电连接，防止输入端接入瞬间电流过大；

升压电路3与稳压电路4电连接，对整流电路1输出的直流电压进行升压；

稳压电路4与逆变电路5电连接，稳定整流电路1输出的直流电压；

逆变电路5与监测器6电连接；完成三相交流输出；

检测器6与控制器7电连接，检测三相交流输出的温度、电流和电压信号，并将所述温度、电流和电压信号发送至控制器7；

控制器7接收所述温度、电流和电压信号，并根据所述温度、电流和电压信号控制逆变电路5。

具体的，如图2所示，R、S、T为三相输入端，第一二极管 VD1和第二二极管VD2串联连接，节点作为R相输入端；第二二极管 VD2和第五二极管VD5串联连接，节点作为S相输入端；第三二极管VD3和第六二极管VD6串联连接，节点作为T相输入端，整流电路输出端连接第一电阻R1，第一电阻R1与第一开关SL连接，第一开关SL与晶闸管Q并接，第一电阻R1输出端与第一电容C01连接，第一电容C01与第二开关SR连接，第二开关SR一端与第二电容C02连接，第二开关SR用于控制在低压条件下关断开关，做升压电路，以维持系统正常运行。第一电容C01和第二电容C02串联后并联连接第五电容C05，第五电容C05两端并接第三电容C03和第四电容C04，第二电阻R2与第三电阻R3串接，串接中间节点与第三电容C03和第四电容C04串联后的中间节点连接，组成稳压电路，维持整流电路输出端直流电压的稳定性，第一电阻R1，晶闸管Q，第一开关SL连接第三二极管VD3，组成防浪涌电路。

第一VDMOS管VT1和第四VDMOS管VT4串联连接组成第一级开关对管， G1、G4作为控制开关信号，第七二极管D7和第八二极管D8串联后组成保护管，第一VDMOS管VT1和第四VDMOS管VT4串联连接的节点作U相输出；

 第二VDMOS管VT2和第五VDMOS管VT5组成第二级开关对管， G2、G5作为开关控制信号， 第九二极管D9和第十二极管D10串联后组成保护管，第二VDMOS管VT2和第五VDMOS管VT5串联连接的节点作V相输出；

第三VDMOS管VT3和第六VDMOS管VT6组成第三级开关对管， G3、G6作为开关控制信号，第十一二极管D11和第十二二极管D12串联后组成保护管，第三VDMOS管VT3和第六VDMOS管VT6串联连接的节点作V相输出；

考虑到替代管在工作过程中会产生一定的热量以及其工作性能与IBGT管的差异性，过热导致系统工作在危险状态等问题，在电路中设置温度敏感电阻RT作为感测装置内部MOS管实际工作温度值，同时检测器在输出相中监测电流、电压信号。把三路监测信号输入控制器中，当温度、电流、电压三者中至少有一路信号超出阈值时，控制器输出调制控制信号，从而关闭相应的继电器，保证系统工作在安全可靠地状态。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (6)

1.一种变频器驱动模块中IGBT的替代装置，其特征在于，包括：整流电路、防浪涌电路、升压电路、稳压电路、逆变电路、监测器和控制器；其中：

所述整流电路与所述防浪涌电路电连接，对三相交流输入端进行整流；

所述防浪涌电路与所述升压电路电连接，防止输入端接入瞬间电流过大；

所述升压电路与所述稳压电路电连接，对所述整流电路输出的直流电压进行升压；

所述稳压电路与所述逆变电路电连接，稳定所述整流电路输出的直流电压；

所述逆变电路与所述监测器电连接，完成三相交流输出；

所述监测器与所述控制器电连接，检测三相交流输出的温度、电流和电压信号，并将所述温度、电流和电压信号发送至所述控制器；

所述控制器接收所述温度、电流和电压信号，并根据所述温度、电流和电压信号控制所述逆变电路。

2.根据权利要求1所述的变频器驱动模块中IGBT的替代装置，其特征在于，所述整流电路包括：第一二极管、第二二极管、第三二极管、第四二极管、第五二极管和第六二极管；其中：

所述第一二极管和第四二极管串联的中间节点与R相输入端相连；

所述第二二极管和第五二极管串联的中间节点与S相输入端相连；

所述第三二极管和第六二极管串联的中间节点与T相输入端相连。

3.根据权利要求2所述的变频器驱动模块中IGBT的替代装置，其特征在于，所述防浪涌电路包括：晶闸管、第一开关和第一电阻；其中：

所述晶闸管、第一开关和第一电阻分别并联连接；

并联输入端与所述第三二极管的阴极电连接。

4.根据权利要求3所述的变频器驱动模块中IGBT的替代装置，其特征在于，所述升压电路包括：第一电容、第二开关和第二电容；其中：

所述第一电容的阳极与所述第一电阻的输出端电连接，阴极分别与所述第三二极管的阳极和所述第二开关电连接；

所述第二电容的阳极与所述第二开关电连接，阴极与所述第六二极管的阳极电连接。

5.根据权利要求4所述的变频器驱动模块中IGBT的替代装置，其特征在于，所述稳压电路包括：第三电容、第四电容、第五电容、第二电阻和第三电阻；其中：

所述第三电容和所述第四电容串联；

所述第五电容并联在所述第三电容和第四电容两端；

所述第二电阻和所述第三电阻串联，串接中点与所述第三电容和所述第四电容串接的中点连接。

6.根据权利要求5所述的变频器驱动模块中IGBT的替代装置，其特征在于，所述逆变电路包括：第一VDMOS管、第二VDMOS管、第三VDMOS管、第四VDMOS管、第五VDMOS管、第六VDMOS管、第七二极管、第八二极管、第九二极管、第十二极管、第十一二极管和第十二二极管；其中：

所述第一VDMOS管和所述第二VDMOS管串联，串连接的中点为U相输出；

所述第七二极管和第八二极管串联连接后并联在所述第一VDMOS管和所述第二VDMOS管两端；

所述第三VDMOS管和所述第四VDMOS管串联，串连接的中点为V相输出；

所述第九二极管和第十二极管串联连接后并联在所述第三VDMOS管和所述第四VDMOS管两端；

所述第五VDMOS管和所述第六VDMOS管串联，串连接的中点为W相输出；

所述第十一二极管和第十二二极管串联连接后并联在所述第五VDMOS管和所述第六VDMOS管两端。