CN204882781U - 大功率变频器驱动预检测电路 - Google Patents

Abstract

一种大功率变频器驱动预检测电路，用于在高压运行前对变频器内的IGBT模块进行检测，包括主控单元、驱动隔离放大单元、故障隔离检测单元，IGBT模块的门极连接至驱动隔离放大单元的输出端，IGBT模块的发射极连接驱动电源的参考地，IGBT模块的集电极连接至故障隔离检测单元的输入端，故障隔离检测单元的输出端连接至主控单元并在IGBT模块的集电极与发射极连通时反馈导通信号给主控单元，驱动隔离放大单元的输入端连接至主控单元并在接收到主控单元输出的驱动信号时控制IGBT模块导通，主控单元可在输出驱动信号且未接收导通信号时判断出现开路故障、在未输出驱动信号且接收到导通信号时判断出现短路故障，因此本实用新型可在高压运行前对变频器内的IGBT模块进行检测。

Description

大功率变频器驱动预检测电路

技术领域

本实用新型涉及变频器检测领域，更具体地说，涉及一种大功率变频器驱动预检测电路。

背景技术

大功率变频器在应用中，因实际工况或者电路拓扑的需求，往往需要对其内的IGBT模块的VCE电压在高压运行前进行检测，以确定IGBT模块的运行是否正常，避免因IGBT模块损坏导致高压运行出现危险性事故。

然而，市场上现有的带有上述保护功能的大功率变频器，仅在高压运行时对IGBT模块的驱动波形和IGBT模块短路进行检测，难以在高压运行前预防性地检测IGBT模块的短路、开路和门极失控故障。

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，提供一种大功率变频器驱动预检测电路。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种大功率变频器驱动预检测电路，用于在高压运行前对变频器内的IGBT模块进行检测，包括主控单元、驱动隔离放大单元、故障隔离检测单元，所述驱动隔离放大单元的输出端连接至所述IGBT模块的门极，所述IGBT模块的发射极连接驱动电源的参考地，所述IGBT模块的集电极连接至所述故障隔离检测单元的输入端，所述故障隔离检测单元的输出端连接至所述主控单元并在IGBT模块的集电极与发射极连通时反馈导通信号给主控单元，所述驱动隔离放大单元的输入端连接至所述主控单元并在接收到主控单元输出的驱动信号时控制所述IGBT模块导通，所述主控单元在输出驱动信号给驱动隔离放大单元且未接收到故障隔离检测单元反馈的导通信号时判断该IGBT模块出现开路故障、在未输出驱动信号给驱动隔离放大单元且接收到故障隔离检测单元反馈的导通信号时判断该IGBT模块出现短路故障。

在本实用新型所述的大功率变频器驱动预检测电路中，所述驱动隔离放大单元包括第一隔离光耦和驱动放大电路，所述第一隔离光耦的输入端连接至所述主控单元，所述第一隔离光耦的输出端连接至所述驱动放大电路的输入端，所述驱动放大电路的输出端连接至所述IGBT模块的门极。

在本实用新型所述的大功率变频器驱动预检测电路中，所述故障隔离检测单元包括第二隔离光耦，所述第二隔离光耦的输入端包括阳极输入端和阴极输入端，所述阳极输入端连接至驱动开通电源，所述阴极输入端连接至所述IGBT模块的集电极。

在本实用新型所述的大功率变频器驱动预检测电路中，所述第二隔离光耦的输入端与IGBT模块的集电极之间还包括高压检测二极管以及由电容和两个电阻构成的保护延时电路，所述电容的一端连接至所述阳极输入端，所述电容的另一端同时连接至两个电阻的第一端，一个电阻的第二端连接至所述阴极输入端，另一个电阻的第二端连接至高压检测二极管的阳极，所述高压检测二极管的阴极连接至IGBT模块的集电极。

实施本实用新型的大功率变频器驱动预检测电路，具有以下有益效果：本实用新型中包括主控单元、驱动隔离放大单元、故障隔离检测单元，主控单元在输出驱动信号给驱动隔离放大单元且未接收到故障隔离检测单元反馈的导通信号时判断该IGBT模块出现开路故障、在未输出驱动信号给驱动隔离放大单元且接收到故障隔离检测单元反馈的导通信号时判断该IGBT模块出现短路故障，因此可以在高压运行前对变频器内的IGBT模块进行检测。

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是本实用新型大功率变频器驱动预检测电路的结构示意图。

具体实施方式

为了对本实用新型的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本实用新型的具体实施方式。

如图1所示，是本实用新型大功率变频器驱动预检测电路的结构示意图。

本实用新型的大功率变频器驱动预检测电路，主要用于在高压运行前对变频器内的IGBT模块进行检测，具体包括：主控单元10、驱动隔离放大单元20、故障隔离检测单元30。

所述IGBT模块的门极连接至所述驱动隔离放大单元20的输出端，所述IGBT模块的发射极连接驱动电源的参考地，所述IGBT模块的集电极连接至所述故障隔离检测单元30的输入端。所述故障隔离检测单元30的输出端连接至所述主控单元10并在IGBT模块的集电极与发射极连通时反馈导通信号FALT给主控单元10，所述驱动隔离放大单元20的输入端连接至所述主控单元10并在接收到主控单元10输出的驱动信号DRV时控制所述IGBT模块导通，所述主控单元10在输出驱动信号DRV给驱动隔离放大单元20且未接收到故障隔离检测单元30反馈的导通信号FALT时判断该IGBT模块出现开路故障、在未输出驱动信号DRV给驱动隔离放大单元20且接收到故障隔离检测单元30反馈的导通信号FALT时判断该IGBT模块出现短路故障。

具体的：

驱动隔离放大单元20，可以直接采用专用驱动光耦隔离器或者集成驱动核，例如采用ACPL-331J,ACPL-332J或者CONCEPT厂家的2SC0435T、2SC0535T等。也可以采用第一隔离光耦和驱动放大电路组合实现，所述第一隔离光耦的输入端连接至所述主控单元10，所述第一隔离光耦的输出端连接至所述驱动放大电路的输入端，所述驱动放大电路的输出端连接至所述IGBT模块的门极。例如，本实施例中可以设计第一隔离光耦的阴极输入端接驱动电源的参考地，第一隔离光耦的阳极输入端连接至主控单元10，驱动信号DRV即为一高电平，驱动放大电路的具体类型并不做限制。

故障隔离检测单元30，包括第二隔离光耦。所述第二隔离光耦的输入端包括阳极输入端和阴极输入端，所述阳极输入端连接至驱动开通电源，所述阴极输入端连接至所述IGBT模块的集电极。第二隔离光耦只有在阴极输入端电位相对阳极较低时时，才能使得其内的二极管导通，而阴极输入端电位相对阳极较低时则意味着IGBT模块的集电极与发射极连通，本实用新型即使通过检测IGBT模块在特定条件下的集电极的电位，实现对IGBT模块是否开路和是否短路的检测。

实际上，在变频中所述第二隔离光耦的输入端与IGBT模块的集电极之间还包括高压检测二极管D1以及由电容C1和两个电阻R1、R2构成的保护延时电路，所述电容C1的一端连接至所述阳极输入端，所述电容C1的另一端同时连接至两个电阻R1、R2的第一端，一个电阻R1的第二端连接至所述阴极输入端，另一个电阻R2的第二端连接至高压检测二极管D1的阳极，所述高压检测二极管D1的阴极连接至IGBT模块的集电极。

可以理解的是，R1，R2可以为一只或者多只电阻串并联产生，C1可以为一只或者多只电容串并联产生，D1可以为一只或者多只高压二极管串联产生。

主控单元10，可以采用CPU。

本发明的工作原理如下：

1)开路检测：

CPU输出驱动信号DRV给驱动隔离放大单元20，驱动隔离放大单元20将驱动信号DRV放大后输出到IGBT模块门极。如果IGBT模块不存在开路故障，则IGBT模块在门极接收到驱动信号DRV时，会控制集电极与发射极连通，所以IGBT模块的集电极接驱动电源参考地，因此第二隔离光耦内的二极管导通，第二隔离光耦输出导通信号FALT给CPU，CPU接收到导通信号FALT则判断IGBT模块不存在开路故障；反之，如果IGBT模块存在开路故障，则即使IGBT模块的门极接收到驱动信号DRV，由于集电极与发射极之间开路，第二隔离光耦内的二极管未能导通，也就不能输出导通信号FALT给CPU，于是CPU判断IGBT模块存在开路故障。

2)短路检测：

正常情况下，如果IGBT模块正常，则只有在门极接收到驱动信号DRV时才能使得IGBT模块导通，集电极接驱动电源参考地，而如果IGBT模块短路，则即使CPU没有输出驱动信号DRV，IGBT模块的集电极依然接驱动电源参考地(因为发射极接驱动电源参考地)，所以第二隔离光耦导通，第二隔离光耦输出导通信号FALT给CPU，CPU如果在没有输出驱动信号DRV的情况下接收到导通信号FALT则判断IGBT模块存在短路故障。

综上所述，本实用新型的主控单元在输出驱动信号给驱动隔离放大单元且未接收到故障隔离检测单元反馈的导通信号时判断该IGBT模块出现开路故障、在未输出驱动信号给驱动隔离放大单元且接收到故障隔离检测单元反馈的导通信号时判断该IGBT模块出现短路故障，因此可以在高压运行前对变频器内的IGBT模块进行检测。

上面结合附图对本实用新型的实施例进行了描述，但是本实用新型并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本实用新型的启示下，在不脱离本实用新型宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本实用新型的保护之内。

Claims (4)

1.一种大功率变频器驱动预检测电路，用于在高压运行前对变频器内的IGBT模块进行检测，其特征在于，包括主控单元、驱动隔离放大单元、故障隔离检测单元，所述IGBT模块的门极连接至所述驱动隔离放大单元的输出端，所述IGBT模块的发射极连接驱动电源的参考地，所述IGBT模块的集电极连接至所述故障隔离检测单元的输入端，所述故障隔离检测单元的输出端连接至所述主控单元并用于在IGBT模块的集电极与发射极连通时反馈导通信号给主控单元，所述驱动隔离放大单元的输入端连接至所述主控单元并用于在接收到主控单元输出的驱动信号时控制所述IGBT模块导通，所述主控单元在输出驱动信号且未接收到反馈的导通信号时判断该IGBT模块出现开路故障、在未输出驱动信号且接收到反馈的导通信号时判断该IGBT模块出现短路故障。

2.根据权利要求1所述的大功率变频器驱动预检测电路，其特征在于，所述驱动隔离放大单元包括第一隔离光耦和驱动放大电路，所述第一隔离光耦的输入端连接至所述主控单元，所述第一隔离光耦的输出端连接至所述驱动放大电路的输入端，所述驱动放大电路的输出端连接至所述IGBT模块的门极。

3.根据权利要求1所述的大功率变频器驱动预检测电路，其特征在于，所述故障隔离检测单元包括第二隔离光耦，所述第二隔离光耦的输入端包括阳极输入端和阴极输入端，所述阳极输入端连接至驱动开通电源，所述阴极输入端连接至所述IGBT模块的集电极。

4.根据权利要求3所述的大功率变频器驱动预检测电路，其特征在于，所述第二隔离光耦的输入端与IGBT模块的集电极之间还包括高压检测二极管以及由电容和两个电阻构成的保护延时电路，所述电容的一端连接至所述第二隔离光耦的阳极输入端，所述电容的另一端同时连接至两个电阻的第一端，一个电阻的第二端连接至所述阴极输入端，另一个电阻的第二端连接至高压检测二极管的阳极，所述高压检测二极管的阴极连接至IGBT模块的集电极。