RU195809U1 - IGBT KEY CONTROL DIAGRAM FOR THE PRIMARY PART OF THE DRIVER Kernel - Google Patents

IGBT KEY CONTROL DIAGRAM FOR THE PRIMARY PART OF THE DRIVER Kernel Download PDF

Info

Publication number
RU195809U1
RU195809U1 RU2019107980U RU2019107980U RU195809U1 RU 195809 U1 RU195809 U1 RU 195809U1 RU 2019107980 U RU2019107980 U RU 2019107980U RU 2019107980 U RU2019107980 U RU 2019107980U RU 195809 U1 RU195809 U1 RU 195809U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
operational amplifier
driver
output
control
signal
Prior art date
Application number
RU2019107980U
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Сергей Васильевич Носач
Инна Викторовна Перезябова
Original Assignee
Федеральное государственное унитарное предприятие Экспериментальный завод научного приборостроения со Специальным конструкторским бюро Российской академии наук
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное унитарное предприятие Экспериментальный завод научного приборостроения со Специальным конструкторским бюро Российской академии наук filed Critical Федеральное государственное унитарное предприятие Экспериментальный завод научного приборостроения со Специальным конструкторским бюро Российской академии наук
Priority to RU2019107980U priority Critical patent/RU195809U1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU195809U1 publication Critical patent/RU195809U1/en

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H1/00—Details of emergency protective circuit arrangements
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03K—PULSE TECHNIQUE
    • H03K17/00—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking
    • H03K17/296—Time-programme switches providing a choice of time-intervals for executing more than one switching action and automatically terminating their operation after the programme is completed

Abstract

Заявляемая полезная модель относится к электротехнике, к области полупроводниковой преобразовательной техники, в частности к управлению силовыми IGBT-транзисторными ключами. Полученные результаты могут быть использованы в электротехническом оборудовании, в котором применяются полностью управляемые мощные быстродействующие ключи. Задачей предлагаемой полезной модели является усовершенствование имеющихся технических решений по защите дорогостоящих IGBT-модулей от аварийных режимов и продлению срока их службы.Устройство для подключения первичной стороны драйверного ядра управления IGBT-ключом, содержащее операционный усилитель (2) для подключения ко входу управления (INA) драйверного ядра и инвертирующий операционный усилитель (1) для подключения к выходу статусного состояния (SQ1) драйверного ядра, передающий сигнал аварии системе управления (Fault), отличающееся тем, что содержит таймер (3) для подключения к выходу статусного состояния (SQ1), выходной сигнал которого через инвертор (4) подключен совместно с сигналом управления (PWM1) к логическому элементу И (5), передающий через операционный усилитель (2) сигнал на вход управления (INA) драйверного ядра. Дополнительно к выходу таймера подключает через токоограничивающий резистор (R) светодиод (HL).The inventive utility model relates to electrical engineering, to the field of semiconductor converting technology, in particular to the management of power IGBT-transistor switches. The results can be used in electrical equipment in which fully controlled powerful high-speed keys are used. The objective of the proposed utility model is to improve existing technical solutions for protecting expensive IGBT modules from emergency conditions and to extend their service life. A device for connecting the primary side of the IGBT key control driver core containing an operational amplifier (2) for connecting to the control input (INA) the driver core and an inverting operational amplifier (1) for connecting to the status output (SQ1) of the driver core, which transmits an alarm to the control system (Fault), characterized in that contains a timer (3) for connecting to the status status output (SQ1), the output signal of which through the inverter (4) is connected together with the control signal (PWM1) to the logic element And (5), which transmits a signal to the control input through the operational amplifier (2) (INA) driver kernel. In addition to the timer output, it connects an LED (HL) through a current-limiting resistor (R).

Description

Заявляемая полезная модель относится к электротехнике, к области полупроводниковой преобразовательной техники, в частности к управлению силовыми IGBT-транзисторными ключами. Полученные результаты могут быть использованы в электротехническом оборудовании, в котором применяются полностью управляемые мощные быстродействующие ключи.The inventive utility model relates to electrical engineering, to the field of semiconductor converting technology, in particular to the management of power IGBT-transistor switches. The results can be used in electrical equipment in which fully controlled powerful high-speed keys are used.

Задачей предлагаемой полезной модели является усовершенствование имеющихся технических решений по защите дорогостоящих IGBT-модулей от аварийных режимов и продлению срока их службы.The objective of the proposed utility model is to improve existing technical solutions for protecting expensive IGBT modules from emergency conditions and extending their service life.

Из уровня техники известен ряд драйверов для управления высокомощными IGBT-модулями, которые обеспечивают защиту от короткого замыкания и осуществляют контроль напряжения питания. Примером такого драйвера является ядро 2SC0435T фирмы Power Integrations [1], рекомендуемая организация подключения первичной стороны которого приведена на фиг. 1. На фигуре введена следующая нумерация блоков: 1 - инвертирующий операционный усилитель, 2 - операционный усилитель сигнала управления. Следует отметить, что в данном случае рассматривается пример управления одним силовым ключом, то есть изображен один канал управления драйверного ядра без цепей питания и конфигурации режимов работы. От системы управления приходит сигнал управления каналом PWM1 через операционный усилитель 2 на вход INA драйверного ядра, который в свою очередь обрабатывается микросхемой драйвера и далее идет на управление силовым ключом. При возникновении аварийного состояния в силовом ключе (короткое замыкание, перегрузка по току или сниженное питающее напряжение) на выход статуса SO1 драйверное ядро выдает низкий потенциал, который передается через инвертирующий операционный усилитель 1 системе управления. При этом блокируется обработка драйвером управляющего сигнала INA на время блокирования Тв, настраиваемое в диапазоне от 1,2 до 12,2 мкс. По прошествии данного промежутка времени выход статуса SO1 возвращается в начальное состояние с высоким потенциалом, а сигнал управления силовым ключом INA разрешен к обработке. Данный принцип работы заложен во многие драйверы управления высокомощными IGBT-модулями. Выбираем это универсальное техническое решение в качестве прототипа.A number of drivers are known from the prior art for controlling high-power IGBT modules that provide short circuit protection and control the supply voltage. An example of such a driver is the Power Integrations 2SC0435T core [1], the recommended organization of the primary side connection of which is shown in FIG. 1. The following numbering of blocks is introduced in the figure: 1 — inverting operational amplifier, 2 — operational amplifier of the control signal. It should be noted that in this case, an example of controlling one power key is considered, that is, one control channel of the driver core is shown without power circuits and configuration of operating modes. The control signal of the PWM1 channel comes from the control system through the operational amplifier 2 to the INA input of the driver core, which, in turn, is processed by the driver microcircuit and then goes to control the power key. When an emergency condition occurs in the power key (short circuit, overcurrent, or reduced supply voltage), the driver core gives a low potential to the SO1 status output, which is transmitted through the inverting operational amplifier 1 to the control system. At the same time, the driver is blocked from processing the INA control signal for the TV blocking time, adjustable in the range from 1.2 to 12.2 μs. After this period of time, the SO1 status output returns to its initial state with high potential, and the INA power switch control signal is allowed to be processed. This principle of operation is embedded in many drivers for managing high-power IGBT modules. We choose this universal technical solution as a prototype.

Следует отметить, что в стандартной организации подключения драйвера есть опасность вторичного включения силового модуля по прошествии времени блокировки после аварийного состояния, если система управления не получила сигнал статуса аварии вследствие обрыва и не сняла сигналы управления ключом до выяснения причины аварии. За это короткое время силовой ключ не успевает охладиться после токовой перегрузки или короткого замыкания и снова открывается сигналом управления. Таких циклов будет несколько в зависимости от типа транзисторного ключа, после чего силовой ключ выйдет из строя из-за малого времени охлаждения. Изменим устройство прототипа, введя таймер 3, реализующий выдержку времени 2,5 с, достаточную для охлаждения ключа, и светодиод HL для визуализации аварийного состояния оператором. Организация подключения первичной стороны драйвера после изменения изображена на фиг. 2. На фигуре введена следующая нумерация блоков: 1 - инвертирующий операционный усилитель, 2 - операционный усилитель сигнала управления, 3 - таймер, 4 - инвертор на основе микросхемы ИЛИ-НЕ, 5 - логическая микросхема И.It should be noted that in the standard organization of driver connection, there is a danger of the secondary switching on of the power module after the blocking time has passed after an emergency condition, if the control system has not received an alarm status signal due to an open circuit and has not removed key control signals until the cause of the accident is clarified. During this short time, the power switch does not have time to cool down after current overload or short circuit and opens again with a control signal. There will be several such cycles depending on the type of transistor switch, after which the power switch will fail due to the short cooling time. We will change the prototype device by introducing a timer 3 that implements a time delay of 2.5 s, sufficient to cool the key, and an HL LED for visualizing the emergency state by the operator. The organization of connecting the primary side of the driver after the change is shown in FIG. 2. The following numbering of blocks is introduced in the figure: 1 — inverting operational amplifier, 2 — operational amplifier of the control signal, 3 — timer, 4 — inverter based on the OR-NOT chip, 5 — logic chip I.

Устройство для подключения первичной стороны драйверного ядра управления IGBT-ключом, содержащее операционный усилитель (2) для подключения ко входу управления (INA) драйверного ядра и инвертирующий операционный усилитель (1) для подключения к выходу статусного состояния (SQ1) драйверного ядра, передающий сигнал аварии системе управления (Fault), отличается тем, что содержит таймер (3) для подключения к выходу статусного состояния (SQ1), выходной сигнал которого через инвертор (4) подключен совместно с сигналом управления (PWM1) к логическому элементу И (5), передающий через операционный усилитель (2) сигнал на вход управления (INA) драйверного ядра. Также результат достигается тем, что дополнительно к выходу таймера подключает через токоограничивающий резистор (R) светодиод (HL).A device for connecting the primary side of the driver core of the IGBT key control, containing an operational amplifier (2) for connecting to the control input (INA) of the driver core and an inverting operational amplifier (1) for connecting to the status output (SQ1) of the driver core, which transmits an alarm control system (Fault), characterized in that it contains a timer (3) for connecting to the status status output (SQ1), the output signal of which through the inverter (4) is connected together with the control signal (PWM1) to the AND gate (5) transmitting through the operational amplifier (2) a signal to the control input (INA) of the driver core. The result is also achieved by the fact that in addition to the timer output, it connects an LED (HL) through a current-limiting resistor (R).

Таким образом, когда на выход статуса SO1 драйверное ядро выдает низкий потенциал в результате идентификации аварии (см. фиг. 2), он поступает как в систему управления, так и на вход таймера 3, выходной сигнал которого инвертируется инвертором 4 и подается на вход логической микросхемы И 5 вместе с сигналом управления ключа PWM1, запрещая таким образом прохождение PWM1 на вход управления каналом INA драйверного ядра. При этом на время отсчета таймером времени в 2,5 с светится светодиод HL, подключенный через токоограничивающий резистор R к выходу таймера. Это помогает зафиксировать аварию соответствующему персоналу визуально. По окончании работы таймера запрет на поступление сигналов управления PWM1 снимается. Одновременно гаснет светодиод. Данной выдержки времени таймера достаточно для охлаждения IGBT-ключа и обнаружения аварии обслуживающим персоналом.Thus, when the driver core gives a low potential to the SO1 status output as a result of the accident identification (see Fig. 2), it enters both the control system and the input of timer 3, the output signal of which is inverted by inverter 4 and fed to the logic input chips And 5 together with the key control signal PWM1, thus prohibiting the passage of PWM1 to the control channel input INA of the driver core. At the same time, the HL LED, connected through the current-limiting resistor R to the timer output, lights up for a countdown timer of 2.5 s. This helps to visualize the accident to the appropriate personnel. At the end of the timer, the ban on the receipt of control signals PWM1 is removed. The LED goes out at the same time. This timer delay is sufficient to cool the IGBT key and detect an accident by maintenance personnel.

Заявляемое техническое решение реализовано в серийно выпускаемых транзисторных преобразователях частоты, входящих в состав автоматизированных установок выращивания монокристаллов искусственных сапфиров и гранатов.The claimed technical solution is implemented in commercially available transistor frequency converters included in automated plants for growing single crystals of artificial sapphires and garnets.

Источники информации 1. Описание и руководство по применению 2SC0435T. www.efo-power.ru/pub/power/Drivers/2SC0435T_rus.pdf.Sources of information 1. Description and application guide for 2SC0435T. www.efo-power.ru/pub/power/Drivers/2SC0435T_rus.pdf.

Claims (2)

1. Устройство для подключения первичной стороны драйверного ядра управления IGBT-ключом, содержащее операционный усилитель (2) для подключения ко входу управления (INA) драйверного ядра и инвертирующий операционный усилитель (1) для подключения к выходу статусного состояния (SQ1) драйверного ядра, передающий сигнал аварии системе управления (Fault), отличающееся тем, что содержит таймер (3) для подключения к выходу статусного состояния (SQ1), выходной сигнал которого через инвертор (4) подключен совместно с сигналом управления (PWM1) к логическому элементу И (5), передающий через операционный усилитель (2) сигнал на вход управления (INA) драйверного ядра.1. A device for connecting the primary side of the driver core control IGBT key containing an operational amplifier (2) for connecting to the control input (INA) of the driver core and an inverting operational amplifier (1) for connecting to the status output (SQ1) of the driver core, transmitting alarm signal to the control system (Fault), characterized in that it contains a timer (3) for connecting to the status status output (SQ1), the output signal of which through the inverter (4) is connected together with the control signal (PWM1) to the logic element y and (5) transmitting via an operational amplifier (2) on the control input signal (INA) Driver nucleus. 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что дополнительно к выходу таймера подключает через токоограничивающий резистор (R) светодиод (HL).2. The device according to claim 1, characterized in that in addition to the timer output, it connects an LED (HL) through a current-limiting resistor (R).
RU2019107980U 2019-03-20 2019-03-20 IGBT KEY CONTROL DIAGRAM FOR THE PRIMARY PART OF THE DRIVER Kernel RU195809U1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019107980U RU195809U1 (en) 2019-03-20 2019-03-20 IGBT KEY CONTROL DIAGRAM FOR THE PRIMARY PART OF THE DRIVER Kernel

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019107980U RU195809U1 (en) 2019-03-20 2019-03-20 IGBT KEY CONTROL DIAGRAM FOR THE PRIMARY PART OF THE DRIVER Kernel

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU195809U1 true RU195809U1 (en) 2020-02-05

Family

ID=69416434

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2019107980U RU195809U1 (en) 2019-03-20 2019-03-20 IGBT KEY CONTROL DIAGRAM FOR THE PRIMARY PART OF THE DRIVER Kernel

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU195809U1 (en)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2410630A (en) * 2004-01-28 2005-08-03 Bombardier Transp Gmbh A driver providing slow turn-off for unsaturated IGBT switches
CN104467771A (en) * 2014-09-30 2015-03-25 安徽鑫龙电器股份有限公司 IGBT driving protection system
RU2549879C2 (en) * 2011-02-10 2015-05-10 Сименс Акциенгезелльшафт Control method for two in-series reverse-conducting igbt of half bridge circuit
WO2017215335A1 (en) * 2016-06-17 2017-12-21 珠海格力电器股份有限公司 Igbt short-circuit protection circuit and method, igbt driver and igbt circuit

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2410630A (en) * 2004-01-28 2005-08-03 Bombardier Transp Gmbh A driver providing slow turn-off for unsaturated IGBT switches
RU2549879C2 (en) * 2011-02-10 2015-05-10 Сименс Акциенгезелльшафт Control method for two in-series reverse-conducting igbt of half bridge circuit
CN104467771A (en) * 2014-09-30 2015-03-25 安徽鑫龙电器股份有限公司 IGBT driving protection system
WO2017215335A1 (en) * 2016-06-17 2017-12-21 珠海格力电器股份有限公司 Igbt short-circuit protection circuit and method, igbt driver and igbt circuit

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2019170035A1 (en) Igbt drive circuit for motor controller, and motor controller
US4554607A (en) Fuse loss indicating circuit
CN103158641A (en) Intelligent distribution box
US20080030257A1 (en) Driver Circuit for a Semiconductor Power Switching Element
CN203014660U (en) Double-channel output IGBT driving module and circuit board thereof
CN103701104A (en) Short circuit detection and protection method and device for multiple IGBTs (insulated gate bipolar transistors)
RU195809U1 (en) IGBT KEY CONTROL DIAGRAM FOR THE PRIMARY PART OF THE DRIVER Kernel
CN110635670A (en) IGBT drive circuit of wind power converter
CN201536356U (en) Power semi-conductor device drive circuit with programmable functions
CN108336800B (en) Charge-discharge control circuit and battery management system
CN104135257A (en) A novel steady practical controllable silicon triggering circuit
CN203747633U (en) IGBT driving circuit
CN207399023U (en) For the driving device of power switch pipe
CN207251571U (en) Possesses the current limliting time delayed turn-off on-off circuit of the repeatable triggering of overcurrent memory function
EP3382869A1 (en) On-load power electronic tap-changer with power electronic valves
CN114816817A (en) Fault reporting and outputting integrated circuit
CN210629076U (en) Electronic fuse with multiple transmission modes
CN105514960A (en) Hierarchically timing current-limiting protection method
EP2815491A2 (en) Gate driver for a power converter
CN205265240U (en) Three level converter and drive circuit based on vce detects
AU2013377377A1 (en) Detection of failure of the driver signal for parallel switches
CN216391065U (en) RS485 communication-based multi-path-to-one-path data routing device
KR102485197B1 (en) High current output control circuit
SU1584026A1 (en) Device for protecting of air-cooled apparatus from overheating
JPH08126299A (en) Protecting circuit for power device

Legal Events

Date Code Title Description
MM9K Utility model has become invalid (non-payment of fees)

Effective date: 20200226