一种IGBT元件的过压保护和温度实时监测电路制造技术

本实用新型专利技术公开一种IGBT元件的过压保护和温度实时监测电路，属于汽车电子电路技术领域，包括电源降压电路部分，电源降压电路部分的输入端连接驱动辅助电源，电源降压电路部分的输出端连接有母线电压检测电路部分、过压信号放大和处理电路部分和温度实时监测电路部分，其中母线电压实时检测电路部分用于生成UDC信号，实现IGBT元件母线电压实时监测，过压信号放大和处理电路部分包括电磁干扰滤除电路和差分运算放大电路，温度巡检电路对温度采样电路的信号处理后产生温度实时监测信号，进行温度监测。为IGBT元件提供过压保护和多点温度实时监测，解决了现有技术中出现的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种IGBT元件的过压保护和温度实时监测电路
本技术涉及一种IGBT元件的过压保护和温度实时监测电路，属于汽车电子电路

技术介绍
IGBT元件的工作电路本身是一个高压大电流的环境，并且IGBT元件本身价格也比较昂贵，所以对IGBT元件保护电路的安全可靠性要求极高，而其中过压保护和温度检测尤为重要。目前公开的技术方案中大多有明显的电磁干扰使过压保护电路误操作，并且在目前IGBT元件的应用中只对其中一个IGBT元件进行采样，当应用中有几个IGBT元件时，往往因为温度不均衡导致温度采样不准的情况。
技术实现思路
针对现有技术中存在的不足，本技术的目的在于提供一种IGBT元件的过压保护和温度实时监测电路，为IGBT元件提供过压保护和多点温度实时监测，解决了现有技术中出现的问题。本技术所述的一种IGBT元件的过压保护和温度实时监测电路，包括电源降压电路部分，电源降压电路部分的输入端连接有驱动辅助电源，电源降压电路部分的输出端连接有母线电压检测电路部分、过压信号放大和处理电路部分和温度实时监测电路部分，其中母线电压实时检测电路部分连接IGBT元件的母线电压端用于生成UDC信号，实现IGBT元件母线电压实时监测，过压信号放大和处理电路部分连接母线电压实时检测电路部分，过压信号放大和处理电路部分包括电磁干扰滤除电路和差分运算放大电路，用于实现过压信号的电磁干扰滤除和过压保护，温度实时监测电路部分连接IGBT元件的热敏电阻端，温度实时监测电路包括多路温度采样电路以及与温度采集电路连接的温度巡检电路，温度巡检电路对温度采样电路的信号处理后产生温度实时监测信号，进行温度监测。对电机控制器高压母线电压和所有IGBT内置热敏电阻进行采样，把采样信号增益放大后通过高精密度光学隔离传感器芯片，经过信号处理传给DSP与预先设定好的过压和过温参考值进行比较，从而进行相应的保护处理。进一步的，电源降压电路部分包括降压芯片，降压芯片的一端通过磁珠连接驱动辅助电源+15V_WB，驱动辅助电源+15V_WB经过磁珠滤除高频干扰，降压芯片的输入端和输出端还连接有第一电容、第二电容、第三电容和第四电容，降压芯片、第一电容、第二电容、第三电容和第四电容构成低压差降压电路生成降压后的信号。进一步的，母线电压检测电路部分包括光电隔离传感芯片，电源降压电路部分的输出端经过第六电容解耦给光电隔离芯片提供前级电源，IGBT元件母线电压经第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻和第七电阻限流分压后生成过压保护点信号，过压保护点信号经第八电阻和第五电容后进入光电隔离传感芯片，光电隔离传感芯片连接有第一运算放大器，第一运算放大器的外部连接有第九电阻、第十电阻、第十一电阻、第十二电阻、第八电容和第十一电容，第九电阻、第十电阻、第十一电阻、第十二电阻、第八电容、第十一电容与第一运算放大器构成差分运算放大电路，对光电隔离芯片传输的信号进行差分信号放大，差分信号放大的信号经过第十三电阻和第十电容后生成UDC信号，UDC信号进入主控芯片实现母线电压实时监测。进一步的，差分运算放大电路包括第二运算放大器，电源降压电路部分的输出端通过第十四电容解耦给第二运算放大器供电，电源降压电路部分的输出端通过第十四电阻和第十五电阻分压、第十三电容滤波后设置母线过压保护点，母线电压检测电路部分生成的UDC信号通过第十六电阻限流、第十二电容滤波后，与过压保护点电压进行比较后进入第二运算放大器。进一步的，电磁干扰滤除电路包括光耦芯片，电源降压电路部分的输出端通过第十六电容滤波给光耦芯片前级供电，第二运算放大器管脚1输出端连接有信号处理电路，信号处理电路包括第十七电阻、第十八电阻、第十五电容、光耦芯片、第十九电阻、第二十电阻、第十七电容和第一二极管，信号处理电路将第二运算放大器的放大信号生成过压保护信号，进行输出。进一步的，温度采样电路和温度巡检电路包括3路，其中第一路温度采样电路包括依次连接的第三十电阻、第三十一电阻、第三十二电阻、第三十三电阻、第二十四电容和第二十五电容，第一路温度采样电路产生1号温度采样信号T12，T12和T11连接于1号IGBT内置热敏电阻两端；第二路温度采样电路包括依次连接的第三十四电阻、第三十五电阻、第三十六电阻、第三十七电阻、第二十六电容和第二十七电容，第一路温度采样电路产生2号温度采样信号T22，T22和T21连接于2号IGBT内置热敏电阻两端；第三路温度采样电路包括依次连接的第三十七电阻、第三十八电阻、第三十九电阻、第四十电阻、第二十八电容和第二十九电容，第三路温度采样电路产生3号温度采样信号T32，T32和T31连接于3号IGBT内置热敏电阻两端，3路温度采样电路均连接电源降压电路部分的输出端。进一步的，3路温度巡检电路分别为：第一路温度巡检电路包括第三运算放大器和与其连接的第二二极管，第二路温度巡检电路包括第四运算放大器和与其连接的第三二极管，第三路温度巡检电路包括第五运算放大器和与其连接的第四二极管。进一步的，3路温度巡检信号通过第二十一电阻、第五二极管和第十九电容后连接有光耦隔离传感器，温度巡检信号通过光耦隔离传感器后连接有差分运算放大电路，差分运算放大电路包括依次连接的第二十五电阻、第二十六电阻、第二十七电阻、第二十八电阻、第二十一电容、第二十二电容、第六运算放大器以及第二十九电阻和第二十三电容，信号处理后产生温度实时监测信号。进一步的，通过电源降压电路部分的输出端通过二十三电阻限流、第十八电容滤波后给光电隔离传感器管脚1供电，+5V通过第二十四电阻限流、再经第二十电容滤波后给光电隔离传感器管脚8供电。进一步的，主控芯片为DSP芯片。本技术与现有技术相比，具有如下有益效果：本技术所述的一种IGBT元件的过压保护和温度实时监测电路，为IGBT元件提供过压保护和多点温度实时监测，解决了现有技术中出现的问题。此方案技术的意义在于：1)过压保护电路中加入电磁干扰的滤除电路和差分运算放大电路，减小了电磁干扰并且使过压信号传输更稳定可靠；2)温度实时监测采用多点巡检方式，增强温度检测的准确性。该方案具有适用性强，强隔离安全可靠，信号传输稳定，温度实时监测而且采样精准的特点。附图说明图1为本技术实施例中整体电路的连接框图；图2为本技术实施例中电源降压电路部分的电路图；图3为本技术实施例中母线电压检测电路部分的电路图；图4为本技术实施例中过压信号放大和处理电路部分的电路图；图5为本技术实施例中温度采样电路的电路图；图6为本技术实施例中温度巡检电路的电路图；图中：D1、第一二极管；D2、第二二极管；D3、第三二极管；D4、第四二极管；D5、第五二极管；C1、第一电容；C2、第二电容；C3、第三电容；C4、第四电容；C5、第五电容；C6、第六电容；C7、第七电容；C8、第八电容；C9、第九电容；C10、第十电容；C11、第十一电容；C12、第十二电容本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种IGBT元件的过压保护和温度实时监测电路，其特征在于：包括电源降压电路部分，电源降压电路部分的输入端连接有驱动辅助电源，电源降压电路部分的输出端连接有母线电压检测电路部分、过压信号放大和处理电路部分和温度实时监测电路部分，其中母线电压实时检测电路部分连接IGBT元件的母线电压端用于生成UDC信号，实现IGBT元件母线电压实时监测，过压信号放大和处理电路部分连接母线电压实时检测电路部分，过压信号放大和处理电路部分包括电磁干扰滤除电路和差分运算放大电路，用于实现过压信号的电磁干扰滤除和过压保护，温度实时监测电路部分连接IGBT元件的热敏电阻端，温度实时监测电路包括多路温度采样电路以及与温度采集电路连接的温度巡检电路，温度巡检电路对温度采样电路的信号处理后产生温度实时监测信号，进行温度监测。/n

【技术特征摘要】
1.一种IGBT元件的过压保护和温度实时监测电路，其特征在于：包括电源降压电路部分，电源降压电路部分的输入端连接有驱动辅助电源，电源降压电路部分的输出端连接有母线电压检测电路部分、过压信号放大和处理电路部分和温度实时监测电路部分，其中母线电压实时检测电路部分连接IGBT元件的母线电压端用于生成UDC信号，实现IGBT元件母线电压实时监测，过压信号放大和处理电路部分连接母线电压实时检测电路部分，过压信号放大和处理电路部分包括电磁干扰滤除电路和差分运算放大电路，用于实现过压信号的电磁干扰滤除和过压保护，温度实时监测电路部分连接IGBT元件的热敏电阻端，温度实时监测电路包括多路温度采样电路以及与温度采集电路连接的温度巡检电路，温度巡检电路对温度采样电路的信号处理后产生温度实时监测信号，进行温度监测。


2.根据权利要求1所述的一种IGBT元件的过压保护和温度实时监测电路，其特征在于：所述的电源降压电路部分包括降压芯片(U1)，降压芯片(U1)的一端通过磁珠(L1)连接驱动辅助电源+15V_WB，驱动辅助电源+15V_WB经过磁珠(L1)滤除高频干扰，降压芯片(U1)的输入端和输出端还连接有第一电容(C1)、第二电容(C2)、第三电容(C3)和第四电容(C4)，降压芯片(U1)、第一电容(C1)、第二电容(C2)、第三电容(C3)和第四电容(C4)构成低压差降压电路生成降压后的信号。


3.根据权利要求1所述的一种IGBT元件的过压保护和温度实时监测电路，其特征在于：所述的母线电压检测电路部分包括光电隔离传感芯片(U2)，电源降压电路部分的输出端经过第六电容(C6)解耦给光电隔离传感芯片(U2)提供前级电源，IGBT元件母线电压经第一电阻(R1)、第二电阻(R2)、第三电阻(R3)、第四电阻(R4)、第五电阻(R5)、第六电阻(R6)和第七电阻(R7)限流分压后生成过压保护点信号，过压保护点信号经第八电阻(R8)和第五电容(C5)后进入光电隔离传感芯片(U2)，光电隔离传感芯片(U2)连接有第一运算放大器(U1A)，第一运算放大器(U1A)的外部连接有第九电阻(R9)、第十电阻(R10)、第十一电阻(R11)、第十二电阻(R12)、第八电容(C8)和第十一电容(C11)，第九电阻(R9)、第十电阻(R10)、第十一电阻(R11)、第十二电阻(R12)、第八电容(C8)、第十一电容(C11)与第一运算放大器(U1A)构成差分运算放大电路，对光电隔离传感芯片(U2)传输的信号进行差分信号放大，差分信号放大的信号经过第十三电阻(R13)和第十电容(C10)后生成UDC信号，UDC信号传给主控芯片，最终实现母线电压实时监测。


4.根据权利要求3所述的一种IGBT元件的过压保护和温度实时监测电路，其特征在于：所述的差分运算放大电路包括第二运算放大器(U2A)，电源降压电路部分的输出端通过第十四电容(C14)解耦给第二运算放大器(U2A)供电，电源降压电路部分的输出端通过第十四电阻(R14)和第十五电阻(R15)分压、第十三电容(C13)滤波后设置母线过压保护点，母线电压检测电路部分生成的UDC信号通过第十六电阻(R16)限流、第十二电容(C12)滤波后，与过压保护点电压进行比较后进入第二运算放大器(U2A)。


5.根据权利要求4所述的一种IGBT元件的过压保护和温度实时监...

【专利技术属性】
技术研发人员：张亚童，李长雨，许志承，曹其全，王帅，史玲，
申请(专利权)人：济宁中科先进技术研究院有限公司，
类型：新型
国别省市：山东;37