功率器件电路的保护控制方法、电路和伺服驱动器技术

提供了一种功率器件电路的保护控制方法，包括：S1：检测所述功率器件电路的退饱和电路参数a、电流采样参数b、驱动信号参数c、母线电压参数d；S2：设定所述包含功率器件电路短路保护阈值A、电流安全阈值B和电压安全阈值C；S3：根据检测到的参数a、b、c、d和所述阈值A、B、C确定所述功率器件电路的报警状态，根据报警状态对功率器件电路执行相应的操作。本发明专利技术通过负载侧的电流采样及退饱和电路同时对驱动器进行保护，且可以在功率器件超出某一大电压、电流时也可工作一定的时间再进行保护，能最大程度的发挥功率器件的性能。度的发挥功率器件的性能。度的发挥功率器件的性能。

【技术实现步骤摘要】
功率器件电路的保护控制方法、电路和伺服驱动器


[0001]本专利技术涉及智能控制领域，更具体地涉及功率器件电路的保护控制方法、电路和伺服驱动器。

技术介绍

[0002]随着工业自动化行业的发展，伺服驱动器的应用越来越广泛，用户对伺服驱动器的可靠性要求也更高了。伺服系统是使物体的位置、方位、状态等输出被控量，能够跟随输入目标值(或给定值)的任意变化的自动控制系统，是由运动控制器、伺服驱动器、伺服电机组成的。伺服驱动器一般包含整流模块、储能电容、逆变模块等。
[0003]目前伺服驱动器已经融入了工业、商业成为了我们生活中不可缺少的一部分。驱动器在实际工作中，或多或少会出现短路情况。目前短路分为两种类型：负载短路与桥臂短路。目前现有技术手段中，两种短路的保护均依靠IGBT的退饱和特性，然后给信号到主控芯片进行软件关断。由于元件老化及其他因素，传统的技术手段较容易出现故障，导致IGBT保护失效，从而引起IGBT短路后炸掉。
[0004]此外，还有一些情况(如某一时刻当上桥IGBT开通1个，下桥IGBT同时开通2个，此时上桥IGBT所承受的电流是下桥的2倍，存在超越IGBT极限参数的可能)，IGBT上会有较大电压、电流超出IGBT极限参数，但IGBT并未进入退饱和状态，大电流、电压导致IGBT模块烧坏。此问题在现有技术中暂未得到改善及解决。
[0005]在电机控制领域，通常会使用到6个IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor，绝缘栅双极型晶体管)构成的集成逆变模块或是集成了驱动电路、保护电路的IPM模块(Intelligent Power Module，智能功率模块)。而集成逆变模块和IPM模块中的IGBT驱动电源的稳定直接影响IGBT的工作状态，当驱动电源电压太低时，驱动信号难以使IGBT完全导通，此时导通阻抗较大，损耗发热严重，可能烧坏IGBT。
[0006]在传统的IGBT模块中没有集成相应的保护电路，在IPM模块中一般都集成了电源过欠压保护，但目前的IPM模块中6个IGBT中只有下桥臂N侧电源欠压时能输出保护信号，而上桥臂P侧电源欠压时虽然能够进行保护，却不会输出保护信号，此时难以阻止主控制芯片PWM信号输出，可能出现极限状态的开关动作，从而导致IGBT导通不完全，从而损坏模块，也很难对故障进行定位。
[0007]上述在背景部分公开的信息仅用于对本专利技术的背景做进一步的理解，因此它可以包含对于本领域普通技术人员已知的不构成现有技术的信息。

技术实现思路

[0008]本专利技术提供了一种功率器件保护电路的控制方法、电路和伺服驱动器，在功率器件发生短路或存在的大电流超过功率器件极限参数时，能快速、稳定的关断功率器件。本专利技术具体解决的问题包括：(1)使得功率器件在未进入退饱和且承受较大电流时也能进行保护；(2)大幅减少驱动器内功率器件的故障发生率；(3)使得功率器件没有退饱和电路或退
饱和电路失效也可以进行保护。
[0009]本专利技术的第一方面提供了一种功率器件电路的保护控制方法，包括：S1：检测功率器件电路的退饱和电路参数a、电流采样参数b、驱动信号参数c、母线电压参数d；S2：设定功率器件电路短路保护阈值A、电流安全阈值B和电压安全阈值C；S3：根据检测到的参数a、b、c、d和所述阈值A、B、C确定功率器件电路的报警状态，根据报警状态对功率器件电路执行相应的操作。
[0010]根据本专利技术的一个实施例，，其中通过退饱和电路来检测功率器件的退饱和状态，所述功率器件电路的退饱和参数a表示为：当所述退饱和电路未工作时为0，当退饱和电路工作时为1。
[0011]根据本专利技术的一个实施例，其中所述驱动信号参数c表示为：当功率器件电路的上下桥均没有驱动信号输出是为0，当功率器件电路的上下桥有信号输出时为1。
[0012]根据本专利技术的一个实施例，其中所述电流采样参数为电流采样信号经处理后的具体数值，所述母线电压参数为检测到的实际母线电压值。
[0013]根据本专利技术的一个实施例，其中，所述报警状态和退饱和电路故障、负载短路、功率器件桥臂短路、功率器件过压、功率器件烧坏有关。
[0014]根据本专利技术的一个实施例，其中，当电路采样参数b>功率器件电路短路保护阈值A时，判断功率器件电路发生负载短路；当电路采样参数b>功率器件电路电流安全阈值B时，判断功率器件电路中的功率器件有烧坏的风险；当功率器件电路中功率器件两端电压超过电压安全阈值C时，判断功率器件有烧坏的风险。
[0015]根据本专利技术的一个实施例，其中当退饱和参数a＝1并且母线电压参数d<功率器件电路的母线电压安全阈值D时，如果电流采样参数b≤功率器件电路短路保护阈值A，并且未发生电流采样参数b迅速降低且母线电压参数d没有升高的情况时，确定功率器件电路的报警状态为第一报警状态，所述第一报警状态为功率器件未被短路，并且使得功率器件正常工作，报警退饱和电路故障；如果电流采样参数b≤功率器件电路短路保护阈值A,并且电流采样参数b迅速降低且母线电压参数d没有升高时，确定功率器件电路的报警状态为第二报警状态，所述第二报警状态为功率器件电路的桥臂短路，并且关断功率器件电路中的所有功率器件；如果电路采样参数b>功率器件电路短路保护阈值A时，确定功率器件电路的报警状态为第三报警状态，所述第三报警状态为负载短路，并且关断功率器件电路中的所有功率器件。
[0016]根据本专利技术的一个实施例，其中，当d>功率器件电路的母线电压安全阈值D时,确定功率器件电路的报警状态为第四报警状态，所述第四报警状态为功率器件电路过压，并且关断功率器件电路中的所有功率器件。
[0017]根据本专利技术的一个实施例，其中，其中当退饱和参数a＝0并且母线电压参数d<功率器件电路的母线电压安全阈值D时，如果电路采样参数b>功率器件电路短路保护阈值A时，确定功率器件电路的报警状态为第五报警状态，所述第五报警状态为功率器件负载短路且退饱和电路失效，并且关断功率器件电路中的所有功率器件；如果电流采样参数b≤功率器件电路短路保护阈值A,并且电流采样参数b迅速降低且母线电压参数d没有升高时，确定功率器件电路的报警状态为第七报警状态，所述第七报警状态为功率器件电路的桥臂短路且退饱和电路失效，并且关断功率器件电路中的所有功率器件。
[0018]根据本专利技术的一个实施例，其中，其中当退饱和参数a＝0并且母线电压参数d<功率器件电路的母线电压安全阈值D时，如果电流采样参数b≤功率器件电路短路保护阈值A，并且未发生电流采样参数b迅速降低且母线电压参数d没有升高的情况时，如果电流采样参数不满足b<电流安全阈值B和d母线电压参数d<功率器件电路的电压安全阈值C的条件是，设置计时器开始计时，当计时器持续时间过预设的安全时间阈值T时，确定功率器件电路的报警状态为第六报警状态，所述第六报警状态为功率器件电本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种功率器件电路的保护控制方法，包括：S1：检测所述功率器件电路的退饱和电路参数a、电流采样参数b、驱动信号参数c、母线电压参数d；S2：设定所述包含功率器件电路的短路保护阈值A、电流安全阈值B和电压安全阈值C；S3：根据检测到的参数a、b、c、d和所述阈值A、B、C确定所述功率器件电路的报警状态，根据报警状态对功率器件电路执行相应的操作。2.根据权利要求1所述的方法，其中通过退饱和电路来检测所述功率器件电路的退饱和状态，所述功率器件电路的退饱和参数a表示为：当所述退饱和电路未工作时为0，当退饱和电路工作时为1。3.根据权利要求2所述的方法，其中所述驱动信号参数c表示为：当功率器件电路的上下桥均没有驱动信号输出是为0，当所述功率器件电路功率器件电路的上下桥有信号输出时为1。4.根据权利要求3所述的方法，其中所述电流采样参数为电流采样信号经处理后的具体数值，所述母线电压参数为检测到的实际母线电压值。5.根据权利要求1所述的方法，其中，所述报警状态和退饱和电路故障、负载短路、功率器件电路桥臂短路、功率器件电路过压、功率器件烧坏有关。6.根据权利要求1所述的方法，其中，当电路采样参数b>功率器件电路短路保护阈值A时，判断功率器件电路发生负载短路；当电路采样参数b>功率器件电路电流安全阈值B时，判断功率器件电路中的功率器件有烧坏的风险；当功率器件电路中功率器件两端电压超过电压安全阈值C时，判断功率器件有烧坏的风险。7.根据权利要求4所述的方法，其中当退饱和参数a＝1并且母线电压参数d<功率器件电路的母线电压安全阈值D时，如果电流采样参数b≤功率器件电路短路保护阈值A，并且未发生电流采样参数b迅速降低且母线电压参数d没有升高的情况时，确定功率器件电路的报警状态为第一报警状态，所述第一报警状态为功率器件未被短路，并且使得功率器件正常工作，报警退饱和电路故障；如果电流采样参数b≤功率器件电路短路保护阈值A,并且电流采样参数b迅速降低且母线电压参数d没有升高时，确定功率器件电路的报警状态为第二报警状态，所述第二报警状态为功率器件电路的桥臂短路，并且关断功率器件电路中的所有功率器件；如果电路采样参数b>功率器件电路短路保护阈值A时，确定功率器件电路的报警状态为第三报警状态，所述第三报警状态为负载短路，并且关断功率器件电路中的所有功率器件。8.根据权利要求4所述的方法，其中，当d>功率器件电路的电压安全阈值D时,确定功率器件电路的报警状态为第四报警状态，所述第四报警状态为功率器件电路过压，并且关断功率器件电路中的所有功率器件。9...

【专利技术属性】
技术研发人员：区均灌，刘旭龙，谭章德，李通，郑培杰，
申请(专利权)人：珠海格力电器股份有限公司，
类型：发明
国别省市：