一种IGBT过流保护电路制造技术

本实用新型专利技术公开了一种ＩＧＢＴ过流保护电路。它基于主控芯片ＵＣ３８７５。其中一个比较器的同向输入端接一个可变电阻，反向输入端接信号采样电路的输出端，输出端接触发器的触发端。触发器的输出端与主控芯片的（５）脚之间经过电阻相连接。同时触发器的输出端经电阻接一个三极管的基极，三极管的射极接地，集电极接一个二极管的阴极，二极管的阳极接主控芯片的（６）脚，三极管的基极与与之连接的电阻之间接有旁路电容。该ＩＧＢＴ过流保护电路信号采样准确、及时，能够针对不同的情况实现分阶段过流保护，使保护及时到位，避免误操作，从而极大提高了电源产品的可靠性和稳定性。（*该技术在2013年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种IGBT过流保护电路，属于电源
目前，针对电源产品中高压侧全桥变换功率器件的过流保护主要有两种手段1.如附图说明图1所示，在整流—逆变桥中的高频变压器的原边串接一个过流采样线圈T1，控制电路根据过流采样线圈采集到的有关数据控制器件的通断，避免过流造成的不利影响。但这种方法存在无法对上、下桥臂直通进行保护的缺陷。2.如图2所示，在组成整流—逆变桥的四个电力电子器件上分别安装采样电路，进行独立采样。采样电路根据器件C、E极间的压降间接测量出电流，将结果传给控制电路，再由控制电路进行相应的处理工作。这种方法存在的问题是电流采样线性度差，过流值或过流点确定时量不准，抗干扰能力差，容易造成启动保护的过流点过高，对器件造成损伤。上述两种普遍使用的过流保护手段均存在着保护不完善，保护点不易确定等缺陷。在经常出现过流冲击的场合，仍然会发生高压侧的功率器件因多次过流冲击而造成损伤的情况。为实现上述的目的，本技术采用下述的技术方案一种IGBT过流保护电路，包括主控芯片UC3875、比较器、触发器，其中主控芯片的4个输出端分别接4个触发脉冲电路，所述触发脉冲电路分别接全控整流—逆变桥中IGBT器件的门极，其特征在于所述比较器的同向输入端接一个可变电阻，反向输入端接信号采样电路的输出端，输出端接所述触发器的触发端；所述触发器的输出端与所述主控芯片的5脚之间经过电阻相连接；所述触发器的输出端经电阻接一个三极管的基极，所述三极管的射极接地，集电极接一个二极管的阴极，所述二极管的阳极接所述主控芯片的6脚，所述三极管的基极与与之连接的电阻之间接有旁路电容。本技术所述的IGBT过流保护电路信号采样准确、及时，再辅以专门设计的信号处理电路，使之能够针对不同的情况实现分阶段过流保护，使保护及时到位，避免误操作，从而极大提高了电源产品的可靠性和稳定性。图1为现有的一种过流保护电路的原理示意图。图2为现有的另一种过流保护电路的原理示意图。图3为本技术所述过流保护电路中电流采样线圈的安装示意图。图4为本技术所述过流保护电路中信号采样电路的电路原理图。图5为本技术所述过流保护电路的整体电路原理图。本技术所依据的分阶段过流保护原理是这样的在开关电源的动态工作过程中，IGBT器件过流的产生一般分以下两种情况1.由于电压突变或负载突变而产生电流冲击；2.由于内部器件损坏或电气短路而产生短路电流冲击。上述第1种情况的特点是电流变化率di/dt较小，但出现频次较高，而第2种情况下产生的电流变化率di/dt较高，但出现频次较低。综合来看，两种形式的电流冲击若不进行有效地抑制和保护，都会对开关电源的主功率变换器件产生致命危害，从而影响电源产品工作的可靠性。第1种过流情况由于在电源工作的动态过程中经常出现，它引起的电流激增速度较慢，由图4所示的信号采样电路检测到的Vout值较小，可以将对它的过流保护称为第一级保护，该保护应设计为快速可恢复的逐个脉冲关断保护。对于每一个过流时刻的开关脉冲进行实时关断和恢复，达到快速限流，抑制瞬间冲击的目的。这样的方法可以实现对电流冲击的抑制，又由于其关断和自恢复的时间与功率变换器件的开关周期在同一时间数量级上，而引起过流的外因维持时间往往很短暂，因此这种第一级保护对电源输出的动态特性影响很小，甚至可忽略。可以将其看作电源的一种暂态过渡或动态高速调整，它并不影响电源产品在线的正常工作。第2种过流情况是一种极端条件下的故障过流，其引起的电流激增速度往往很快，产生较高的di/dt值，从而使图4所示的信号采样电路检测出的Vout值迅速升高。在这种过流条件下，电源已不能正常工作。因此，我们保护的目的主要是降低电源内部器件的损坏程度，使电源停止输出。因此，可将其称为第二级保护。当Vout值达到第二级保护动作值时，应将整个电源功率器件的触发脉冲彻底关断，第二级保护应设计成不能自动恢复或自动缓启恢复，以减少可能产生的再次过流冲击。需要强调说明的一点是，以上两种过流情况由于产生的原因不同、条件不同，电流激增速度有较大差异，前者相对较慢，而后者相对较快。因此，为了在正常工作条件下增强电源产品的抗干扰性及输出特性的稳定，第一级保护响应速度可以较慢，使两级保护之间形成有效的级差配合。图5即为依据上述的分阶段过流保护原理设计的IGBT过流保护电路的电路原理图。图中虚框中所示的即为图4中所示的信号采样电路。它由二极管V78～V81组成的全桥整流电路和V83～V86组成的全桥整流电路并联而成。T1、T2两磁环副边的采样信号经整流后合成为一个Vout信号，送入比较器D7A的反向输入端。而D7A的输出端接555触发器D12的TRIG端，同向输入端接可变电阻RP7。RP7与稳压管V48及电容C62并联，通过调节RP7的阻值大小即可设定保护动作设定值。D12的3脚经过电阻R71接主控芯片D13的5脚。所用主控芯片D13为UC3875。D13的14、13、9、8脚分别为主控芯片的四个输出端，它们分别经过一个共基放大电路后接各自的触发脉冲电路，四路触发脉冲电路的输出端GA、GB、GC、GD分别接全控整流—逆变桥中的IGBT器件V1、V2、V3、V4的门极，对其通断进行控制。由于触发脉冲电路，整流—逆变桥等电路均为现有的常规电路，加之它不是本技术的专利技术点所在，在此就不多赘述了。D12的3脚还经电阻R84接三极管V49的基极。V49的射极接地，集电极接二极管V50的阴极，而V50的阳极接D13的6脚。电阻84与V49的基极之间接有一个旁路电容C14。当出现第1种过流时，一旦过流保护信号达到设定值，D12的3脚即输出一个高电平脉冲，该脉冲通过R71直接送入主控芯片D13的5脚，D13将触发脉冲关闭。一旦过流消失后，D12的3脚恢复低电平，D13的触发脉冲也随即恢复，电源回到正常工作状态。若第2种过流频繁出现，D12的3脚将出现一系列高电平脉冲，该系列脉冲将通过R84，C14构成的延时电路使V49导通，从而将主控芯片D13的6脚电位拉至零，D13将会彻底关闭触发脉冲。对D13的6脚的控制将使电源进入到缓起动状态，从而有利于消除过流，减轻故障对电源产生的冲击。需要声明的是，本技术的特定实施例已经对本技术的
技术实现思路
做了详尽的说明。对本领域的一般技术人员而言，在不背离本技术精神的前提下对它所做的任何显而易见的改动，特别是对若干部件的等同替换，都构成对本技术专利权的侵犯，将承担相应的法律责任。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种ＩＧＢＴ过流保护电路，包括主控芯片ＵＣ３８７５、比较器、触发器，其中主控芯片的４个输出端分别接４个触发脉冲电路，所述触发脉冲电路分别接全控整流－逆变桥中ＩＧＢＴ器件的门极，其特征在于：所述比较器的同向输入端接一个可变电阻，反向输入端 接信号采样电路的输出端，输出端接所述触发器的触发端；所述触发器的输出端与所述主控芯片的（５）脚之间经过电阻相连接；所述触发器的输出端经电阻接一个三极管的基极，所述三极管的射极接地，集电极接一个二极管的阴极，所述二极管的阳极接所述主控 芯片的（６）脚，所述三极管的基极与与之连接的电阻之间接有旁路电容。

【技术特征摘要】
1.一种IGBT过流保护电路，包括主控芯片UC3875、比较器、触发器，其中主控芯片的4个输出端分别接4个触发脉冲电路，所述触发脉冲电路分别接全控整流—逆变桥中IGBT器件的门极，其特征在于所述比较器的同向输入端接一个可变电阻，反向输入端接信号采样电路的输出端，输出端接所述触发器的触发端；所述触发器的输出端与所述主控芯片的(5)脚之间经过电阻相连接；所述触发器的输出端经电阻接一个三极管的基极，所述三极管的射极接地，集电极接一个二极管的阴极，所述二极管的阳极接所述主控芯片的...

【专利技术属性】
技术研发人员：邓旻，刘福强，
申请(专利权)人：北京日佳电源有限公司，
类型：实用新型
国别省市：11[中国|北京]