CN206180838U - 一种绝缘栅双极晶体管检测保护电路及高压变频器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开一种绝缘栅双极晶体管检测保护电路及高压变频器，该绝缘栅双极晶体管检测保护电路包括：绝缘栅双极晶体管退饱和检测支路，用于检测绝缘栅双极晶体管在开通状态下集电极和发射极之间的电压信号；所述光耦隔离支路，用于将所述绝缘栅双极晶体管在开通状态下集电极和发射极之间的电压信号的功率部分信号与控制部分隔离，并将所述电压信号转化为所述信号整形支路的输入信号；所述信号整形支路，用于将所述信号整形支路的输入信号中失真的信号进行修复，将修复后的电压信号发送给控制芯片。本实用新型的技术方案可以避免由于所述绝缘栅双极晶体管所在的驱动芯片HCPL‑316J故障，无法上报短路故障，而引起IGBT失效。
Description
技术领域
本实用新型涉及电力电子技术领域，具体涉及一种绝缘栅双极晶体管检测保护电路及高压变频器。
背景技术
现有高压变频器产品在现场应用过程中，功率单元驱动电路中的绝缘栅双极晶体管(Insulated Gate Bipolar Transistor，简称IGBT)会受到各种情况的影响而失效。如图1所示，为高压变频器功率单元驱动电路采用HCPL-316J芯片检测IGBT退保和的原理电路图；该电路通过芯片HCPL-316J对IGBT退保和进行检测。
但是，在实际检测过程中，发明人发现现有技术中至少存在如下问题：
现有技术中由于IGBT驱动电路所在的驱动芯片HCPL-316J故障，不能报出短路故障，从而引起IGBT失效。
实用新型内容
本实用新型提供了一种绝缘栅双极晶体管检测保护电路及高压变频器，以解决采用由于IGBT驱动电路所在的驱动芯片HCPL-316J故障，不能报出短路故障，从而引起IGBT失效的问题。
根据本实用新型的一个方面，提供了一种绝缘栅双极晶体管检测保护电路，该电路包括：绝缘栅双极晶体管退饱和检测支路、光耦隔离支路、信号整形支路；
所述绝缘栅双极晶体管退饱和检测支路，用于检测绝缘栅双极晶体管在开通状态下集电极和发射极之间的电压信号；
所述光耦隔离支路，用于将所述绝缘栅双极晶体管在开通状态下集电极和发射极之间的电压信号的功率部分信号与控制部分隔离，并将所述电压信号转化为所述信号整形支路的输入信号；
所述信号整形支路，用于将所述信号整形支路的输入信号中失真的信号进行修复，将修复后的电压信号发送给控制芯片。
根据本实用新型的另一个方面，提供了一种电高压变频器，该高压变频器包括：绝缘栅双极晶体管检测保护电路；该绝缘栅双极晶体管检测保护电路包括：绝缘栅双极晶体管退饱和检测支路、光耦隔离支路、信号整形支路；
所述绝缘栅双极晶体管退饱和检测支路，用于检测绝缘栅双极晶体管在开通状态下集电极和发射极之间的电压信号；
所述光耦隔离支路，用于将所述绝缘栅双极晶体管在开通状态下集电极和发射极之间的电压信号的功率部分信号与控制部分隔离，并将所述电压信号转化为所述信号整形支路的输入信号；
所述信号整形支路，用于将所述信号整形支路的输入信号中失真的信号进行修复，将修复后的电压信号发送给控制芯片。
本实用新型的有益效果是：本实用新型技术方案通过绝缘栅双极晶体管退饱和检测支路检测绝缘栅双极晶体管在开通状态下集电极和发射极之间的电压信号；所述光耦隔离支路将所述绝缘栅双极晶体管在开通状态下集电极和发射极之间的电压信号的功率部分信号与控制部分隔离，并将所述电压信号转化为所述信号整形支路的输入信号；所述信号整形支路将所述信号整形支路的输入信号中失真的信号进行修复，将修复后的电压信号发送给控制芯片，从而避免了由于所述绝缘栅双极晶体管所在的驱动芯片HCPL-316J故障，无法上报短路故障，而引起IGBT失效。
附图说明
图1是现有技术中采用HCPL-316J芯片检测IGBT退保和原理电路图；
图2是本实用新型一个实施例的一种绝缘栅双极晶体管检测保护电路结构示意图；
图3是本实用新型一个实施例的一种绝缘栅双极晶体管检测保护电路图；
图4是本实用新型一个实施例的一种绝缘栅双极晶体管检测保护电路中所述绝缘栅双极晶体管退饱和检测支路21电路图；
图5是本实用新型一个实施例的一种绝缘栅双极晶体管检测保护电路中所述光耦隔离支路22电路图；
图6是本实用新型一个实施例的一种绝缘栅双极晶体管检测保护电路中所述信号整形支路23电路图。
具体实施方式
实施例一
图2是本实用新型一个实施例的一种绝缘栅双极晶体管检测保护电路结构示意图，参见图2，该电路包括：绝缘栅双极晶体管退饱和检测支路21、光耦隔离支路22、信号整形支路23；
所述绝缘栅双极晶体管退饱和检测支路21，用于检测绝缘栅双极晶体管在开通状态下集电极和发射极之间的电压信号；
所述光耦隔离支路22，用于将所述绝缘栅双极晶体管在开通状态下集电极和发射极之间的电压信号的功率部分信号与控制部分隔离，并将所述电压信号转化为所述信号整形支路的输入信号；
所述信号整形支路23，用于将所述信号整形支路的输入信号中失真的信号进行修复，将修复后的电压信号发送给控制芯片。
本实用新型的有益效果是：本实用新型技术方案通过绝缘栅双极晶体管退饱和检测支路检测绝缘栅双极晶体管在开通状态下集电极和发射极之间的电压信号；所述光耦隔离支路将所述绝缘栅双极晶体管在开通状态下集电极和发射极之间的电压信号的功率部分信号与控制部分隔离，并将所述电压信号转化为所述信号整形支路的输入信号；所述信号整形支路将所述信号整形支路的输入信号中失真的信号进行修复，将修复后的电压信号发送给控制芯片，从而避免了由于所述绝缘栅双极晶体管所在的驱动芯片HCPL-316J故障，无法上报短路故障，而引起IGBT失效。
实施例二
图3是本实用新型一个实施例的一种绝缘栅双极晶体管检测保护电路图，参见图3，该电路包括：绝缘栅双极晶体管退饱和检测支路21、光耦隔离支路22、信号整形支路23；
基于以上实施例一，本实用新型中所述绝缘栅双极晶体管退饱和检测支路21如图4所示，包括：第四电阻R4，第五电阻R5，第七电阻R7，第一电容C1,第一开关管Q1，第一二极管D1，第二二极管D2，第一稳压管ZD1；
所述第一二极管D1正极端接所述第五电阻R5一端，所述第一二极管D1负极端接所述绝缘栅双极晶体管的集电极；
所述第五电阻R5另一端接所述第四电阻R4、所述第一稳压管ZD1负极端与所述第二二极管D2负极端的连接端；所述第四电阻R4另一端接电源；所述第二二极管D2正极端接所述第七电阻R7、第一电容C1与所述第一开关管Q1发射极的连接端；
所述第一稳压管ZD1正极端接所述第七电阻R7、所述第一电容C1与所述第一开关管Q1基极的连接端；
所述第七电阻R7另一端接地；
所述第一电容C1另一端接地；
所述第一开关管Q1集电极输出所述绝缘栅双极晶体管在开通状态下集电极和发射极之间的电压信号给所述光耦隔离支路。
需要说明的是，图中电阻R4为上拉电阻，当IGBT退保和时，提供三极管Q1开通电流；电阻R5为限流电阻；电阻R7为偏置电阻；电容C1为滤波电容；开关管Q1在工作在饱和区，进行信号放大。
图中二极管D1正向导通，反向截止。当IGBT退饱和时，D1截止导通；IGBT开通在饱和区时，D1正向导通。D2作用：保护二极管。
图中ZD1为稳压管；其稳压值大小取决于要保护IGBT的Vce值的大小。
图中TP2为信号测试点2。
图中J2为待检测IGBT的接线端子。
其中，所述光耦隔离支路22如图5所示，包括：第一电阻R1，第三电阻R3和第二光耦IC2；所述第二光耦IC2输入管脚1用于接收所述绝缘栅双极晶体管在开通状态下集电极和发射极之间的电压信号；所述第二光耦IC2输入管脚2接所述第三电阻R3一端；所述第二光耦IC2输出管脚3用于输出所述信号整形支路的输入信号；所述第二光耦IC2输出管脚4接地；所述第三电阻R3另一端接输入电源；所述第一电阻R1另一端接输出电源。
需要说明的是，图中电阻R1为上拉电阻，电阻R3为限流电阻，第二光耦IC2用于光隔离，SC Signa Out为检测IGBT退饱和隔离后的信号，SC Signa In为检测IGBT退饱和的信号。
其中，所述信号整形支路23如图6所示，包括：信号整形芯片IC1A；
所述信号整形芯片IC1A输入端1接收所述第二光耦IC2输出管脚3输出的所述信号整形支路的输入信号；
所述信号整形芯片IC1A输出端2将经过整形处理的输入信号发送给控制芯片。
需要说明的是，图中TP1为测试点1，用于测试整形后信号；信号整形芯片IC1A可以采用信号整形芯片74HC14，所述信号整形芯片74HC14管脚1是输入管脚，管脚2是所述信号整形芯片74HC14的输出管脚。
还需要说明的是，所述信号整形芯片IC1A、第二光耦IC2、第一开关管Q1都可以可以被相同功能的器件进行等效替换，此处不在一一列举。
实施例三
实用新型一个实施例的一种高压变频器；该高压变频器包括：绝缘栅双极晶体管检测保护电路；所述绝缘栅双极晶体管检测保护电路包括：绝缘栅双极晶体管退饱和检测支路21、光耦隔离支路22、信号整形支路23；
所述绝缘栅双极晶体管退饱和检测支路21，用于检测绝缘栅双极晶体管在开通状态下集电极和发射极之间的电压信号；
所述光耦隔离支路22，用于将所述绝缘栅双极晶体管在开通状态下集电极和发射极之间的电压信号的功率部分信号与控制部分隔离，并将所述电压信号转化为所述信号整形支路的输入信号；
所述信号整形支路23，用于将所述信号整形支路的输入信号中失真的信号进行修复，将修复后的电压信号发送给控制芯片。
本实用新型的有益效果是：本实用新型技术方案通过绝缘栅双极晶体管退饱和检测支路检测绝缘栅双极晶体管在开通状态下集电极和发射极之间的电压信号；所述光耦隔离支路将所述绝缘栅双极晶体管在开通状态下集电极和发射极之间的电压信号的功率部分信号与控制部分隔离，并将所述电压信号转化为所述信号整形支路的输入信号；所述信号整形支路将所述信号整形支路的输入信号中失真的信号进行修复，将修复后的电压信号发送给控制芯片，从而避免了由于所述绝缘栅双极晶体管所在的驱动芯片HCPL-316J故障，无法上报短路故障，而引起IGBT失效。
需要说明的是，此处所述绝缘栅双极晶体管检测保护电路的原理与实施例一和实施例二相同，此处不再赘述。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并非用于限定本实用新型的保护范围。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、改进等，均包含在本实用新型的保护范围内。
Claims (10)
1.一种绝缘栅双极晶体管检测保护电路，其特征在于，该电路包括：绝缘栅双极晶体管退饱和检测支路、光耦隔离支路、信号整形支路；
所述绝缘栅双极晶体管退饱和检测支路，用于检测绝缘栅双极晶体管在开通状态下集电极和发射极之间的电压信号；
所述光耦隔离支路，用于将所述绝缘栅双极晶体管在开通状态下集电极和发射极之间的电压信号的功率部分信号与控制部分隔离，并将所述电压信号转化为所述信号整形支路的输入信号；
所述信号整形支路，用于将所述信号整形支路的输入信号中失真的信号进行修复，将修复后的电压信号发送给控制芯片。
2.按照权利要求1所述绝缘栅双极晶体管检测保护电路，其特征在于：所述绝缘栅双极晶体管退饱和检测支路包括：第四电阻R4，第五电阻R5，第七电阻R7，第一电容C1，第一开关管Q1，第一二极管D1，第二二极管D2，第一稳压管ZD1；
所述第一二极管D1正极端接所述第五电阻R5一端，所述第一二极管D1负极端接所述绝缘栅双极晶体管的集电极；
所述第五电阻R5另一端接所述第四电阻R4、所述第一稳压管ZD1负极端与所述第二二极管D2负极端的连接端；所述第四电阻R4另一端接电源；所述第二二极管D2正极端接所述第七电阻R7、第一电容C1与所述第一开关管Q1发射极的连接端；
所述第一稳压管ZD1正极端接所述第七电阻R7、所述第一电容C1与所述第一开关管Q1基极的连接端；
所述第七电阻R7另一端接地；
所述第一电容C1另一端接地；
所述第一开关管Q1集电极输出所述绝缘栅双极晶体管在开通状态下集电极和发射极之间的电压信号给所述光耦隔离支路。
3.按照权利要求2所述绝缘栅双极晶体管检测保护电路，其特征在于：所述光耦隔离支路包括：第一电阻R1，第三电阻R3和第二光耦IC2；
所述第二光耦IC2输入管脚1用于接收所述绝缘栅双极晶体管在开通状态下集电极和发射极之间的电压信号；所述第二光耦IC2输入管脚2接所述第三电阻R3一端；所述第二光耦IC2输出管脚3用于输出所述信号整形支路的输入信号；所述第二光耦IC2输出管脚4接地；
所述第三电阻R3另一端接输入电源；
所述第一电阻R1另一端接输出电源。
4.按照权利要求3所述绝缘栅双极晶体管检测保护电路，其特征在于：所述信号整形支路包括：信号整形芯片IC1A；
所述信号整形芯片IC1A输入端接收所述第二光耦IC2输出管脚3输出的所述信号整形支路的输入信号；
所述信号整形芯片IC1A输出端将经过整形处理的输入信号发送给控制芯片。
5.根据权利要求4所述的绝缘栅双极晶体管检测保护电路，其特征在于，所述信号整形芯片IC1A型号为74HC14芯片。
6.一种高压变频器，其特征在于，该高压变频器包括：绝缘栅双极晶体管检测保护电路；该绝缘栅双极晶体管检测保护电路包括：绝缘栅双极晶体管退饱和检测支路、光耦隔离支路、信号整形支路；
所述绝缘栅双极晶体管退饱和检测支路，用于检测绝缘栅双极晶体管在开通状态下集电极和发射极之间的电压信号；
所述光耦隔离支路，用于将所述绝缘栅双极晶体管在开通状态下集电极和发射极之间的电压信号的功率部分信号与控制部分隔离，并将所述电压信号转化为所述信号整形支路的输入信号；
所述信号整形支路，用于将所述信号整形支路的输入信号中失真的信号进行修复，将修复后的电压信号发送给控制芯片。
7.按照权利要求6所述高压变频器，其特征在于：所述绝缘栅双极晶体管退饱和检测支路包括：第四电阻R4，第五电阻R5，第七电阻R7，第一电容C1，第一开关管Q1，第一二极管D1，第二二极管D2，第一稳压管ZD1；
所述第一二极管D1正极端接所述第五电阻R5一端，所述第一二极管D1负极端接所述绝缘栅双极晶体管的集电极；
所述第五电阻R5另一端接所述第四电阻R4、所述第一稳压管ZD1负极端与所述第二二极管D2负极端的连接端；所述第四电阻R4另一端接电源；所述第二二极管D2正极端接所述第七电阻R7、第一电容C1与所述第一开关管Q1发射极的连接端；
所述第一稳压管ZD1正极端接所述第七电阻R7、所述第一电容C1与所述第一开关管Q1基极的连接端；
所述第七电阻R7另一端接地；
所述第一电容C1另一端接地；
所述第一开关管Q1集电极输出所述绝缘栅双极晶体管在开通状态下集电极和发射极之间的电压信号给所述光耦隔离支路。
8.按照权利要求7所述高压变频器，其特征在于：所述光耦隔离支路包括：第一电阻R1，第三电阻R3和第二光耦IC2；
所述第二光耦IC2输入管脚1用于接收所述绝缘栅双极晶体管在开通状态下集电极和发射极之间的电压信号；所述第二光耦IC2输入管脚2接所述第三电阻R3一端；所述第二光耦IC2输出管脚3用于输出所述信号整形支路的输入信号；所述第二光耦IC2输出管脚4接地；
所述第三电阻R3另一端接输入电源；
所述第一电阻R1另一端接输出电源。
9.按照权利要求8所述高压变频器，其特征在于：所述信号整形支路包括：信号整形芯片IC1A；
所述信号整形芯片IC1A输入端接收所述第二光耦IC2输出管脚3输出的所述信号整形支路的输入信号；
所述信号整形芯片IC1A输出端将经过整形处理的输入信号发送给控制芯片。
10.根据权利要求9所述的高压变频器，其特征在于，所述信号整形芯片IC1A型号为74HC14芯片。
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| CN111525786A (zh) * | 2020-04-16 | 2020-08-11 | 东风航盛（武汉）汽车控制系统有限公司 | 具有igbt退饱和保护功能的驱动信号互锁电路 |
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