一种变频器制动单元保护电路制造技术

本实用新型专利技术公开了一种变频器制动单元保护电路，包括：制动单元包括制动电阻及制动IGBT器件，其中制动电阻的两端分别连接至变频器的正直流母线及制动IGBT器件的集电极，制动IGBT器件的发射极连接至变频器的负直流母线，该保护电路包括：预设脉冲信号，其用于发送至制动IGBT器件的栅极以使制动IGBT器件导通，其中，当制动IGBT器件导通时将产生一短路电流；漏电保护器，其用于当产生的短路电流超过第一预设值时触发漏电保护器的过载保护功能；以及IGBT退饱和检测单元，该IGBT退饱和检测单元的一输入端连接至制动IGBT器件的集电极，其输出端连接至变频器的控制板，用于当产生的短路电流超过第二预设值时触发IGBT退饱和检测单元的VCE检测功能，以输出VCE检测信号到控制板。

A protection circuit of converter brake unit

【技术实现步骤摘要】
一种变频器制动单元保护电路
本技术涉及变频器
，更具体地涉及一种变频器制动单元保护电路。
技术介绍
变频器需要外挂制动电阻进行能耗制动，但该制动电阻在安装过程中，较容易出现制动电阻的两端接线触碰到金属外壳的情况，且该金属外壳接地。如图1所示，图1是现有技术中变频器产品制动单元的结构框图，具体地，当制动电阻R1的正端因触碰到金属外壳而接地时，可以通过漏电断路器QF的过载保护功能进行漏电跳闸保护，但当该制动电阻R1的PB端接地时，则无法通过漏电断路器进行漏电跳闸保护，进而可能会造成以下三种危害：第一、人一旦触碰到该金属外壳时，就可能因漏电而危及人身安全；第二、制动电阻一直加有一半的直流母线电压，直接增大了变频器的功耗；第三、制动电阻一直处于工作状态，影响制动电阻寿命，且可能会导致该制动电阻发热严重而烧毁，甚至导致火灾。为了解决因制动电阻漏电而造成的上述三种危害，在现有漏电保护开关技术中，常采用电流互感器原理来解决制动电阻漏电问题，然而，采用电流互感器原理来解决制动电阻漏电只能用于解决交流漏电的情况，具体地，当制动电阻正常工作时，三相电流矢量和为零，而当制动电阻发生接地漏电时，三相电流矢量和不为零，其中，当制动电阻的漏电流大于100mA时会自动启发保护动作，进而解决制动电阻漏电问题，然而，由于电流互感器只能感应到交流分量，无法检测出直流分量，且制动电阻安装在直流侧，当制动电阻发生对地短路时，折算到三相交流侧为直流偏置分量，利用电流互感器原理来解决制动电阻漏电的漏电保护功能无法启动。因此，如何设计提供一种结构简单且能保护该制动单元的变频器制动单元保护电路，是本领域技术人员亟待解决的技术问题。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题是提供一种变频器制动单元保护电路，可以有效弥补漏电断路器的不足，即所述漏电断路器可以同时应用于交直流漏电保护，进而可以解决因制动电阻漏电而造成的危害，还可以解决制动电阻外壳接地漏电以及制动电阻两端短路问题，可以有效保护变频器的制动单元，还可以提前预判变频器的接线隐患。为了解决上述技术问题，本技术提供一种变频器制动单元保护电路，其中，所述制动单元包括制动电阻及制动IGBT器件，其中所述制动电阻的两端分别连接至变频器的正直流母线及所述制动IGBT器件的集电极，所述制动IGBT器件的发射极连接至变频器的负直流母线，所述保护电路包括：一预设脉冲信号，所述预设脉冲信号用于发送至所述制动IGBT器件的栅极以使所述制动IGBT器件导通，其中，当所述制动IGBT器件导通时将产生一短路电流；一漏电保护器，所述漏电保护器用于当产生的短路电流超过第一预设值时触发所述漏电保护器的过载保护功能；以及一IGBT退饱和检测单元，所述IGBT退饱和检测单元的一输入端连接至所述制动IGBT器件的集电极，其输出端连接至所述变频器的控制板，用于当产生的短路电流超过第二预设值时触发所述IGBT退饱和检测单元的VCE检测功能，以输出VCE检测信号到所述控制板。在本技术提供的变频器制动单元保护电路中，所述预设脉冲信号为PWM信号，所述PWM信号由所述控制板产生并主动发送至所述制动IGBT器件的栅极以使所述制动IGBT器件导通。在本技术提供的变频器制动单元保护电路中，所述短路电流由变压器漏感Ls决定，所述漏感Ls为所述变压器的3％短路阻抗。在本技术提供的变频器制动单元保护电路中，所述第一预设值为所述漏电保护器的动作阈值，以当所述短路电流超过所述漏电保护器的动作阈值时触发所述漏电保护器的过载保护功能；所述第二预设值为所述IGBT退饱和检测单元的VCE检测阈值，以当所述短路电流超过所述IGBT退饱和检测单元的VCE检测阈值时触发所述IGBT退饱和检测单元的VCE检测功能，以输出VCE检测信号到所述控制板。在本技术提供的变频器制动单元保护电路中，所述IGBT退饱和检测单元包括一具备所述VCE检测功能的集成芯片，所述集成芯片的输入端作为所述IGBT退饱和检测单元的一输入端连接至所述制动IGBT器件的集电极，其输出端作为所述IGBT退饱和检测单元的输出端连接至所述控制板的输入端，所述VCE检测功能为实时监测所述制动IGBT器件的VCE饱和压降以判断所述VCE饱和压降是否超过VCE检测阈值，若超过所述VCE检测阈值输出VCE检测信号到所述控制板。在本技术提供的变频器制动单元保护电路中，所述集成芯片为IGBT隔离门级驱动光电耦合器，所述IGBT隔离门级驱动光电耦合器的DESAT引脚作为所述集成芯片的输入端连接至所述制动IGBT器件的集电极，所述IGBT隔离门级驱动光电耦合器的VS引脚作为所述集成芯片的输出端连接至所述控制板的输入端。在本技术提供的变频器制动单元保护电路中，所述IGBT退饱和检测单元还包括第一电源以及第一滤波单元，其中，所述第一滤波单元包括第一电阻以及第一电容，所述第一电阻的一端连接至所述第一电源，所述第一电阻的另一端连接至所述第一电容的一端以及所述IGBT隔离门级驱动光电耦合器的两ANODE引脚，所述第一电容的另一端连接至所述IGBT隔离门级驱动光电耦合器的两CATHODE引脚，其中，所述IGBT隔离门级驱动光电耦合器的CATHODE引脚作为所述IGBT退饱和检测单元的另一输入端以接收所述预设脉冲信号。在本技术提供的变频器制动单元保护电路中，所述IGBT退饱和检测单元还包括第二电源以及第二滤波单元，所述第二电源连接至所述IGBT隔离门级驱动光电耦合器的FAULT引脚以及第二滤波单元的一端，所述第二滤波单元的另一端连接至所述VS引脚并作为所述集成芯片的输出端以输出VCE检测信号。在本技术提供的变频器制动单元保护电路中，所述IGBT退饱和检测单元还包括第三电源以及第三滤波单元，其中，所述第三滤波单元包括第二电阻以及第三电容，所述第二电阻的一端连接至所述第三电源，其另一端连接至所述第三电容的一端以及所述DESAT引脚，所述第三电容的另一端接地，其中，所述IGBT隔离门级驱动光电耦合器的DESAT引脚用于监测所述制动IGBT器件的VCE饱和压降以判断所述VCE饱和压降是否超过VCE检测阈值，若超过所述VCE检测阈值所述VS引脚用于输出VCE检测信号到所述控制板。在本技术提供的变频器制动单元保护电路中，所述IGBT隔离门级驱动光电耦合器包括ACPL-352J芯片、ACPL-329J芯片、ACPL-336J芯片、ACPL-333J芯片、ACPL-332J芯片、ACPL-331J芯片、ACPL-335J芯片、ACPL-339J芯片、ACPL-337J芯片。本技术实施例提供了一种变频器制动单元保护电路。实施本技术实施例可以解决现有漏电保护开关技术只能应用于交流漏电保护而无法应用于直流漏电保护的问题，还可以有效解决现有漏电保护开关技术无法应用于制动电阻PB端对地短路、PB端直接接正极以及制动电阻两端短路等问题。本实施例提供的一种变频器制动单元保护电路通过变频器的控制板主动发送出的一预设脉冲信号以及一IGB本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种变频器制动单元保护电路，所述制动单元包括制动电阻及制动IGBT器件，其中所述制动电阻的两端分别连接至变频器的正直流母线及所述制动IGBT器件的集电极，所述制动IGBT器件的发射极连接至变频器的负直流母线，其特征在于，所述保护电路包括：/n一预设脉冲信号，所述预设脉冲信号用于发送至所述制动IGBT器件的栅极以使所述制动IGBT器件导通，其中，当所述制动IGBT器件导通时将产生一短路电流；/n一漏电保护器，所述漏电保护器用于当产生的短路电流超过第一预设值时触发所述漏电保护器的过载保护功能；以及/n一IGBT退饱和检测单元，所述IGBT退饱和检测单元的一输入端连接至所述制动IGBT器件的集电极，其输出端连接至所述变频器的控制板，用于当产生的短路电流超过第二预设值时触发所述IGBT退饱和检测单元的VCE检测功能，以输出VCE检测信号到所述控制板。/n

【技术特征摘要】
1.一种变频器制动单元保护电路，所述制动单元包括制动电阻及制动IGBT器件，其中所述制动电阻的两端分别连接至变频器的正直流母线及所述制动IGBT器件的集电极，所述制动IGBT器件的发射极连接至变频器的负直流母线，其特征在于，所述保护电路包括：
一预设脉冲信号，所述预设脉冲信号用于发送至所述制动IGBT器件的栅极以使所述制动IGBT器件导通，其中，当所述制动IGBT器件导通时将产生一短路电流；
一漏电保护器，所述漏电保护器用于当产生的短路电流超过第一预设值时触发所述漏电保护器的过载保护功能；以及
一IGBT退饱和检测单元，所述IGBT退饱和检测单元的一输入端连接至所述制动IGBT器件的集电极，其输出端连接至所述变频器的控制板，用于当产生的短路电流超过第二预设值时触发所述IGBT退饱和检测单元的VCE检测功能，以输出VCE检测信号到所述控制板。


2.根据权利要求1所述的变频器制动单元保护电路，其特征在于：所述预设脉冲信号为PWM信号，所述PWM信号由所述控制板产生并主动发送至所述制动IGBT器件的栅极以使所述制动IGBT器件导通。


3.根据权利要求1所述的变频器制动单元保护电路，其特征在于：所述短路电流由变压器漏感Ls决定，所述漏感Ls为所述变压器的3％短路阻抗。


4.根据权利要求1所述的变频器制动单元保护电路，其特征在于：所述第一预设值为所述漏电保护器的动作阈值，以当所述短路电流超过所述漏电保护器的动作阈值时触发所述漏电保护器的过载保护功能；所述第二预设值为所述IGBT退饱和检测单元的VCE检测阈值，以当所述短路电流超过所述IGBT退饱和检测单元的VCE检测阈值时触发所述IGBT退饱和检测单元的VCE检测功能，以输出VCE检测信号到所述控制板。


5.根据权利要求1所述的变频器制动单元保护电路，其特征在于：所述IGBT退饱和检测单元包括一具备所述VCE检测功能的集成芯片，所述集成芯片的输入端作为所述IGBT退饱和检测单元的一输入端连接至所述制动IGBT器件的集电极，其输出端作为所述IGBT退饱和检测单元的输出端连接至所述控制板的输入端，所述VCE检测功能为实时监测所述制动IGBT器件的VCE饱和压降以判断所述VCE饱和压降是否超过VCE检测阈值，若超过所述VCE检测阈值输出VCE检测信号到所述控制板。

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【专利技术属性】
技术研发人员：黎裕文，罗云，黄振明，
申请(专利权)人：深圳市英威腾电气股份有限公司，
类型：新型
国别省市：广东;44