温度保护电路制造技术

本公开提出一种应用于功率变换器的温度保护电路，包括多个温度保护支路，每一个温度保护支路包括电阻、电压源、温度开关以及隔离变压器，每一个温度保护支路对应一个功率半导体开关组，每一个温度保护支路的电阻的第一端耦接至功率半导体开关组的输出极，电阻的第二端耦接至电压源的第一端以及通过隔离变压器的原边绕组耦接至温度开关触点的第一端，电压源的第二端和温度开关触点的第二端分别耦接至功率变换器的电位中点，隔离变压器的副边绕组的两端分别耦接至与对应的功率半导体开关相对应的驱动电路或耦接至控制电路。本公开实施例的用于功率变换器的温度保护电路结构简单，成本低，且由于温度开关不存在耐压问题，使得可靠性高。

Temperature protection circuit

【技术实现步骤摘要】
温度保护电路
本公开涉及电子电路，特别地，涉及一种温度保护电路。
技术介绍
在电力电子变换技术应用场合中，功率器件是目前应用最广、使用频率最高的电子元器件之一。功率器件在工作过程中会产生大量的热量，因而需对其进行散热及温度监测，如果散热不够或者过温保护电路不可靠，将会对功率器件造成热击穿，从而导致功率器件永久失效。常用的过温保护电路都是基于热敏电阻或者热敏温度开关，而其中温度开关因其结构简单，使用方便及相应保护电路简单等特点应用更为广泛。在高压大功率场合，往往会出现多个功率模块共用散热器的情况，此时便存在温度开关触点与外壳之间的耐压问题。通常通过采用高耐压温度开关或增加绝缘瓷片等方法解决耐压问题，但其有增加成本或降低温度检测精确度等缺点。因而，降低温度开关触点与外壳之间的耐压，是此类温度保护技术可靠应用的重要保障。为了解决降低成本，增加温度检测精度，解决温度开关触点和外壳之间的耐压等问题，迫切需要对现有温度保护电路进行改进。
技术实现思路
本公开的目的在于提出一种应用于功率变换器的温度保护电路，用于将温度开关的触点与外壳之间的电压保持在较低水平，同时对温度开关的关闭和开启信号与功率变换器的供电电压进行隔离。根据本公开的一方面，提出一种温度保护电路，应用于功率变换器，所述功率变换器包括控制电路、多个驱动电路、串联连接的多个功率半导体开关组、以及散热器，每一个所述功率半导体开关组包括至少一个功率半导体开关，其特征在于，所述功率变换器还包括耐压钳位电路，所述耐压钳位电路连接在所述功率变换器的电位中点和所述散热器之间；所述温度保护电路包括多个温度保护支路，每一个所述温度保护支路包括电阻、电压源、温度开关以及隔离变压器，其中所述温度开关包括温度开关触点和基座，所述基座设置在所述散热器上；以及每一个所述温度保护支路对应一个所述功率半导体开关组，每一个所述温度保护支路的电阻的第一端耦接至所述功率半导体开关组的输出极，所述电阻的第二端耦接至所述电压源的第一端以及通过所述隔离变压器的原边绕组耦接至所述温度开关触点的第一端，所述电压源的第二端和所述温度开关触点的第二端分别耦接至所述功率变换器的电位中点，所述隔离变压器的副边绕组的两端分别耦接至与对应的所述功率半导体开关相对应的所述驱动电路或耦接至所述控制电路。根据本公开的实施例，所述功率半导体开关组包括一个功率半导体开关，所述功率半导体开关组的输出极为所述功率半导体开关组中的所述功率半导体开关的集电极或发射极。根据本公开的实施例，所述功率半导体开关组包括多个功率半导体开关，所述功率半导体开关组的输出极为多个所述功率半导体开关其中一个的集电极或发射极。根据本公开的实施例，所述功率变换器包括N个所述功率半导体开关组，其中N为自然数，当N为奇数时，所述功率变换器的电位中点为所述功率变换器的第(N-1)/2个所述功率半导体开关组与第(N+1)/2个所述功率半导体开关组之间的串联连接点，或者所述功率变换器的电位中点为所述功率变换器的第(N+1)/2个所述功率半导体开关组与第(N+3)/2个所述功率半导体开关组之间的串联连接点；当N为偶数时，所述功率变换器的电位中点为第N/2个所述功率半导体开关组与第(N/2+1)个所述功率半导体开关组之间的串联连接点。根据本公开的实施例，当至少一个所述温度保护支路的所述温度开关触点闭合时，所述温度保护支路的所述隔离变压器的副边绕组输出温度保护信号至与所述温度保护支路相对应的所述驱动电路，所述驱动电路输出关断驱动信号，用以驱动与所述驱动电路对应的所述功率半导体开关组中的功率半导体开关断开。根据本公开的实施例，所述驱动电路将接收到的所述温度保护信号传输给所述控制电路，以使得所述控制电路输出关断控制信号，用以控制每一个所述功率半导体开关组中的功率半导体开关断开。根据本公开的实施例，当至少一个所述温度保护支路的所述温度开关触点闭合时，所述温度保护支路的所述隔离变压器的副边绕组输出温度保护信号至所述控制电路，所述控制电路输出关断控制信号，用以控制每一个所述功率半导体开关组中的功率半导体开关断开。根据本公开的实施例，所述功率半导体开关为IGBT。根据本公开的实施例，每一个所述温度保护支路的所述电压源包括并联连接的稳压管和电容，所述稳压管的阴极耦接所述电容的第一端和所述电阻的第二端，所述稳压管的阳极耦接所述电容的第二端和所述功率变换器的电位中点。根据本公开的实施例，每一个所述温度保护支路还包括二极管，所述二极管的阳极耦接所述电阻器的第二端，所述二极管的阴极耦接于所述稳压管的阴极。根据本公开的实施例，当所述功率半导体开关组中的功率半导体开关导通或断开时，所述输出极与所述散热器之间存在电位差。根据本公开的另一方面，提出一种温度保护电路，应用于功率变换器，所述功率变换器包括控制电路、多个驱动电路、级联连接的多个功率模块组、以及散热器，每一个所述功率模块组包括至少一个功率模块，其特征在于，所述功率变换器还包括耐压钳位电路，所述耐压钳位电路连接在所述功率变换器的电位中点和所述散热器之间；所述温度保护电路包括多个温度保护支路，每一个所述温度保护支路包括电阻、电压源、温度开关以及隔离变压器，其中所述温度开关包括温度开关触点和基座，所述基座设置在所述散热器上；以及每一个所述温度保护支路对应一个所述功率模块组，每一个所述温度保护支路的电阻的第一端耦接至所述功率模块组的直流端，所述电阻的第二端耦接至所述电压源的第一端以及通过所述隔离变压器的原边绕组耦接至所述温度开关触点的第一端，所述电压源的第二端和所述温度开关触点的第二端分别耦接至所述功率变换器的电位中点，所述隔离变压器的副边绕组的两端分别耦接至与对应的所述功率模块相对应的所述驱动电路或耦接至所述控制电路。根据本公开的实施例，所述功率模块组包括一个功率模块，所述功率模块包括一个直流母线电容，所述功率模块的直流端为所述直流母线电容的正端或负端。根据本公开的实施例，所述功率模块组包括一个功率模块，所述功率模块包括直流母线电容组，其中所述直流母线电容组包括两个串联连接的直流母线电容，所述功率模块组的直流端为所述直流母线电容组的正端、负端或者两个所述直流母线电容的连接点。根据本公开的实施例，所述功率模块组包括多个功率模块，每个所述功率模块包括一个直流母线电容，所述功率模块组的直流端为多个所述功率模块其中一个的直流母线电容的正端或负端。根据本公开的实施例，所述功率模块组包括多个功率模块，每一个所述功率模块包括两个串联连接的直流母线电容，所述功率模块组的直流端为多个所述功率模块其中一个的所述直流母线电容组的正端、负端或者两个所述直流母线电容的连接点。根据本公开的实施例，所述功率变换器包括N个所述功率模块组，其中N为自然数，当N为奇数时，所述功率变换器的电位中点为所述功率变换器中的第(N-1)/2个所述功率模块组与第(N+1)/2个所述功率模块组之间的连接点，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种温度保护电路，应用于功率变换器，所述功率变换器包括控制电路、多个驱动电路、串联连接的多个功率半导体开关组、以及散热器，每一个所述功率半导体开关组包括至少一个功率半导体开关，其特征在于，/n所述功率变换器还包括耐压钳位电路，所述耐压钳位电路连接在所述功率变换器的电位中点和所述散热器之间；/n所述温度保护电路包括多个温度保护支路，每一个所述温度保护支路包括电阻、电压源、温度开关以及隔离变压器，其中所述温度开关包括温度开关触点和基座，所述基座设置在所述散热器上；以及/n每一个所述温度保护支路对应一个所述功率半导体开关组，每一个所述温度保护支路的电阻的第一端耦接至所述功率半导体开关组的输出极，所述电阻的第二端耦接至所述电压源的第一端以及通过所述隔离变压器的原边绕组耦接至所述温度开关触点的第一端，所述电压源的第二端和所述温度开关触点的第二端分别耦接至所述功率变换器的电位中点，所述隔离变压器的副边绕组的两端分别耦接至与对应的所述功率半导体开关相对应的所述驱动电路或耦接至所述控制电路。/n

【技术特征摘要】
1.一种温度保护电路，应用于功率变换器，所述功率变换器包括控制电路、多个驱动电路、串联连接的多个功率半导体开关组、以及散热器，每一个所述功率半导体开关组包括至少一个功率半导体开关，其特征在于，
所述功率变换器还包括耐压钳位电路，所述耐压钳位电路连接在所述功率变换器的电位中点和所述散热器之间；
所述温度保护电路包括多个温度保护支路，每一个所述温度保护支路包括电阻、电压源、温度开关以及隔离变压器，其中所述温度开关包括温度开关触点和基座，所述基座设置在所述散热器上；以及
每一个所述温度保护支路对应一个所述功率半导体开关组，每一个所述温度保护支路的电阻的第一端耦接至所述功率半导体开关组的输出极，所述电阻的第二端耦接至所述电压源的第一端以及通过所述隔离变压器的原边绕组耦接至所述温度开关触点的第一端，所述电压源的第二端和所述温度开关触点的第二端分别耦接至所述功率变换器的电位中点，所述隔离变压器的副边绕组的两端分别耦接至与对应的所述功率半导体开关相对应的所述驱动电路或耦接至所述控制电路。


2.根据权利要求1所述的温度保护电路，其特征在于，所述功率半导体开关组包括一个功率半导体开关，所述功率半导体开关组的输出极为所述功率半导体开关组中的所述功率半导体开关的集电极或发射极。


3.根据权利要求1所述的温度保护电路，其特征在于，所述功率半导体开关组包括多个功率半导体开关，所述功率半导体开关组的输出极为多个所述功率半导体开关其中一个的集电极或发射极。


4.根据权利要求1至3中任一项所述的温度保护电路，其特征在于，
所述功率变换器包括N个所述功率半导体开关组，其中N为自然数，
当N为奇数时，所述功率变换器的电位中点为所述功率变换器的第(N-1)/2个所述功率半导体开关组与第(N+1)/2个所述功率半导体开关组之间的串联连接点，或者所述功率变换器的电位中点为所述功率变换器的第(N+1)/2个所述功率半导体开关组与第(N+3)/2个所述功率半导体开关组之间的串联连接点；
当N为偶数时，所述功率变换器的电位中点为第N/2个所述功率半导体开关组与第(N/2+1)个所述功率半导体开关组之间的串联连接点。


5.根据权利要求1至3中任一项所述的温度保护电路，其特征在于，
当至少一个所述温度保护支路的所述温度开关触点闭合时，所述温度保护支路的所述隔离变压器的副边绕组输出温度保护信号至与所述温度保护支路对应的所述功率半导体开关组相对应的所述驱动电路，所述驱动电路输出关断驱动信号，用以驱动与所述驱动电路对应的所述功率半导体开关组中的功率半导体开关断开。


6.根据权利要求5所述的温度保护电路，其特征在于，所述驱动电路将接收到的所述温度保护信号传输给所述控制电路，以使得所述控制电路输出关断控制信号，用以控制每一个所述功率半导体开关组中的功率半导体开关断开。


7.根据权利要求1至3中任一项所述的温度保护电路，其特征在于，
当至少一个所述温度保护支路的所述温度开关触点闭合时，所述温度保护支路的所述隔离变压器的副边绕组输出温度保护信号至所述控制电路，所述控制电路输出关断控制信号，用以控制每一个所述功率半导体开关组中的功率半导体开关断开。


8.根据权利要求1至3中任一项所述的温度保护电路，其特征在于，
所述功率半导体开关为IGBT。


9.根据权利要求1至3中任一项所述的温度保护电路，其特征在于，
每一个所述温度保护支路的所述电压源包括并联连接的稳压管和电容，所述稳压管的阴极耦接所述电容的第一端和所述电阻的第二端，所述稳压管的阳极耦接所述电容的第二端和所述功率变换器的电位中点。


10.根据权利要求9所述的温度保护电路，其特征在于，
每一个所述温度保护支路还包括二极管，所述二极管的阳极耦接所述电阻器的第二端，所述二极管的阴极耦接于所述稳压管的阴极。


11.根据权利要求1所述的温度保护电路，其特征在于，当所述功率半导体开关组中的功率半导体开关导通或断开时，所述输出极与所述散热器之间存在电位差。


12.一种温度保护电路，应用于功率变换器，所述功率变换器包括控制电路、多个驱动电路、级联连接的多个功率模块组、以及散热器，每一个...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘腾，曾永，应建平，王明，黄宵驳，刘军，
申请(专利权)人：台达电子工业股份有限公司，
类型：发明
国别省市：中国台湾;TW