一种软硬连锁的多路故障保护电路制造技术

本实用新型专利技术公开了一种软硬连锁的多路故障保护电路，包括用于检测I GBT故障信号的故障检测系统，还包括可控开关、驱动控制电路，所述故障检测系统的输出端连接驱动控制电路；所述驱动控制电路的输出端连接可控开关的控制端；所述驱动控制电路根据故障检测系统检测的故障信号来控制可控开关的闭合和断开；所述可控开关一端接地另一端连接I GBT的控制信号输入端。本实用新型专利技术的优点在于：采用硬件方式进行故障处理，保证了I GBT的可靠运行，能够在故障时及时关断工作；与MCU软件配合可以实现软硬连锁双重故障安全保护。硬连锁双重故障安全保护。硬连锁双重故障安全保护。

【技术实现步骤摘要】
一种软硬连锁的多路故障保护电路


[0001]本技术涉及高压电源
，特别涉及一种软硬连锁的多路故障保护电路，用于IGBT的驱动保护。

技术介绍

[0002]随着技术的发展，IGBT的应用前景越来越广，作为能源变换与传输的核心器件，IGBT在很多领域应用广泛。IGBT作为电力电子装置的“CPU”，其可靠性就显得尤为重要。现有的保护方案大多基于硬件保护，在实际使用中会存在硬件损坏而无法可靠保护的情况。对于存在的这种可能性，若在运行过程中出现故障没有及时切断驱动，轻则损坏IGBT，重则会导致整个机器处于危险状态。过温实际上也是IGBT在工作时对应的一种故障信号，因为IGBT在运行过程中发热较为严重，若在IGBT过温时没有切断驱动可能会导致起火。所以IGBT要针对故障应及时作出反应，并且需要确保其可靠性。现有技术仅能够在检测到故障后停止输出控制/驱动信号，但是这种属于软件控制，当软件出现问题或跑飞的情况下就可能造成不能及时做出故障反应的缺陷，因此需要对现有技术的故障保护电路进行改进。

技术实现思路

[0003]本技术的目的在于克服现有技术的不足，提供一种软硬连锁的多路故障保护电路，通过硬件方式进行故障保护，进一步配合软件故障处理从而有效保护IGBT电路。
[0004]为了实现上述目的，本专利技术采用的技术方案为：一种软硬连锁的多路故障保护电路，包括用于检测IGBT故障信号的故障检测系统，还包括可控开关、驱动控制电路，所述故障检测系统的输出端连接驱动控制电路；所述驱动控制电路的输出端连接可控开关的控制端；所述驱动控制电路根据故障检测系统检测的故障信号来控制可控开关的闭合和断开；所述可控开关一端接地另一端连接IGBT的控制信号输入端。
[0005]所述可控开关通过二极管与IGBT的控制信号输入端连接，可控开关一端连接二极管的负极，二极管的正极连接至IGBT的控制信号输入端。
[0006]所述故障检测系统检测的故障信号至少为两个时，其输出端多个故障信号经过与门后连接驱动控制电路。
[0007]所述驱动控制电路包括MOS管Q1，所述MOS管Q1的G极输入故障信号；所述MOS管Q1的D极分别连接可控开关的控制端和电源VCC；所述MOS管Q1的S极接地。
[0008]所述可控开关为可控硅。
[0009]所述保护电路还包括续流电路，所述续流电路与可控开关连接，用于在可控开关闭合时提供持续闭合的续流电流。
[0010]所述续流电路包括电源VCC、电阻R1和二极管D3，所述电源VCC经过电阻R1连接至二极管D3的正极，二极管D3的负极连接至可控硅的A极。
[0011]所述保护电路还包括复位电路，所述复位电路连接至可控硅的A极，用于在复位时将可控硅A极电平拉低。
[0012]所述复位电路包括光耦IC1，所述光耦的输入侧输入复位信号，输出侧的正极连接可控硅的A极，负极接地。
[0013]所述故障检测系统的输出端经过光耦IC2连接至用于输出IGBT控制信号的控制器MCU中，所述MCU根据输入的故障信号停止输出IGBT的驱动控制信号。
[0014]本技术的优点在于：采用硬件方式进行故障处理，保证了IGBT的可靠运行，能够在故障时及时关断工作；与MCU软件配合可以实现软硬连锁双重故障安全保护；设置续流电路，在通过硬件拉低IGBT控制端电压后通过续流电路保证持续拉低从而实现持续的关断工作；设置复位电路，可以快速的实现复位工作；电路结构简单可靠，其成本低实现快速。
附图说明
[0015]下面对本专利技术说明书各幅附图表达的内容及图中的标记作简要说明：
[0016]图1为本技术的保护电路的电路原理图。
具体实施方式
[0017]下面对照附图，通过对最优实施例的描述，对本专利技术的具体实施方式作进一步详细的说明。
[0018]本技术的目的在于提供一种软硬连锁的多路故障保护电路，其利用与门对故障信号进行收集，收集到的故障信号，一路送进处理器的I/O口进行故障识别，另一路送进硬件连锁电路。当发生故障时，软件识别到后进行切断运行程序，硬件也进行连锁保护。此技术以IGBT驱动信号为例，当发生故障时，硬件连锁保护电路及时把驱动信号拉低，保护IGBT。软件检测部分检测到故障同步切断PWM输出。双重保护，使得故障发生时更加可靠的识别故障。
[0019]对IGBT的控制信号以驱动信号为例，驱动信号为高电平以驱动IGBT工作，当故障时本申请要将高电平拉低同时输出高电平驱动信号的MCU也会根据自己检测的故障信号来停止驱动信号的输出，从而干扰实现双重保护的目的。具体方案如下：
[0020]如图1所示，一种软硬连锁的多路故障保护电路，包括用于检测IGBT故障信号的故障检测系统、可控开关、驱动控制电路，故障检测系统的输出端连接驱动控制电路；驱动控制电路的输出端连接可控开关的控制端；所述驱动控制电路根据故障检测系统检测的故障信号来控制可控开关的闭合和断开；可控开关一端接地另一端连接IGBT的控制信号输入端。
[0021]可控开关用于实现快速的关断控制，本申请采用可控硅来实现，MCU输出的控制信号PWM信号至IGBT的控制输入端，为了防反目的，设置二极管D1、D2，分别对应的连接两路驱动信号PWMA、PWMB，可控硅Q2的A极分别连接D1的负极、D2的负极，D1的正极、D2的正极分别连接至两路驱动信号与IGBT的输入端上，用于拉低其电平。
[0022]一般故障信号为多种，如温度、系统故障；因此故障检测系统检测的故障信号至少为两个时，其输出端多个故障信号经过与门后连接驱动控制电路。如图1所示，有四个故障信号fault1、2、3、4，当故障时故障检测系统对应输出高电平信号，否则输出低电平信号，fault1、2、3、4分别对应四种故障类型，其通过与门N1后输出信号至驱动控制电路。
[0023]其中驱动控制电路包括MOS管Q1，MOS管Q1的G极连接与门N1的输出端；MOS管Q1的D
极分别连接可控硅的的控制端G和经过电阻R2连接电源VCC；MOS管Q1的S极接地。由图1可知，当MOS管Q1导通后，Q2关断，此时PWMA、PWMB无法通过D1、D2经Q2导通接地，则PWMA、PWMB正常驱动IGBT。当Q1不导通；Q2导通，则PWMA、PWMB通过D1、D2经Q2导通接地，将IGBT的输入信号拉低，其无法工作。
[0024]在拉低后需要持续保持可控硅Q2的闭合，从而在故障时一致保持拉低驱动信号，因此保护电路还包括续流电路，续流电路与可控开关连接，用于在可控开关闭合时提供持续闭合的续流电流。续流电路包括电源VCC、电阻R1和二极管D3，电源VCC经过电阻R1连接至二极管D3的正极，二极管D3的负极连接至可控硅的A极。
[0025]在故障修正后需要复位工作，因此保护电路还包括复位电路，所述复位电路连接至可控硅的A极，用于在复位时将可控硅A极电平拉低。复位电路包括光耦IC1，所述光耦的输入侧输入复位信号本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种软硬连锁的多路故障保护电路，包括用于检测IGBT故障信号的故障检测系统，其特征在于：还包括可控开关、驱动控制电路，所述故障检测系统的输出端连接驱动控制电路；所述驱动控制电路的输出端连接可控开关的控制端；所述驱动控制电路根据故障检测系统检测的故障信号来控制可控开关的闭合和断开；所述可控开关一端接地另一端连接IGBT的控制信号输入端。2.如权利要求1所述的一种软硬连锁的多路故障保护电路，其特征在于：所述可控开关通过二极管与IGBT的控制信号输入端连接，可控开关一端连接二极管的负极，二极管的正极连接至IGBT的控制信号输入端。3.如权利要求1所述的一种软硬连锁的多路故障保护电路，其特征在于：所述故障检测系统检测的故障信号至少为两个时，其输出端多个故障信号经过与门后连接驱动控制电路。4.如权利要求1所述的一种软硬连锁的多路故障保护电路，其特征在于：所述驱动控制电路包括MOS管Q1，所述MOS管Q1的G极输入故障信号；所述MOS管Q1的D极分别连接可控开关的控制端和电源VCC；所述MOS管Q1的S极接地。5.如权利要求1所述的一种软硬连锁的多路故障保护...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈凯，边成登，杨志，陈怀技，徐泽儒，
申请(专利权)人：芜湖国睿兆伏电子有限公司，
类型：新型
国别省市：