一种IGBT故障检测电路、方法及用电设备技术

本发明专利技术涉及一种IGBT故障检测电路、方法及用电设备，该电路通过在IGBT的发射极和地之间设置采样电阻，并加设运算放大器U1和控制器，使得若IGBT运行正常，IGBT的导通电流流过采样电阻R1，运算放大器U1的正相输入端有信号输入，运算放大器U1能够输出电压信号；若IGBT发生故障，没有电流流过采样电阻R1，运算放大器U1的正相输入端没有信号输入，运算放大器U1不能够输出电压信号。相比现有技术中IGBT发生故障后，主板报母线电压过低故障，导致售后排查难度较大的问题，本发提供的技术方案，可以直接根据运算放大器U1是否输出电压信号，定位到IGBT是否发生故障，增加了IGBT器件故障检测功能，降低了售后主板的故障复查难度，提高了主板的售后可检修性。板的售后可检修性。板的售后可检修性。

【技术实现步骤摘要】
一种IGBT故障检测电路、方法及用电设备


[0001]本专利技术涉及故障检测
，具体涉及一种IGBT故障检测电路、方法及用电设备。

技术介绍

[0002]在空调驱动板运行过程中，如果PFC电路(Power Factor Correction，功率因素校正电路，就是提高电路功率因素的电路)中的功率器件IGBT温升过高、过流很容易导致IGBT器件损坏，甚至炸毁，导致整个主板报废。
[0003]现有的驱动方案中没有关于IGBT器件故障检测的电路，如果IGBT器件损坏不导通，主板会在运行一段时间后，大概率会报母线电压过低故障，母线电压过低故障原因有很多种，售后排查难度较大。
[0004]现有的IGBT温升保护方法是用主板的输入限降频和压缩机的运行频率来作为温升限制条件，这种温升控制是通过限制输入电流和限制压缩机频率来限制IGBT导通电流，达到控制IGBT温升目的。这种控制方法中如果压缩机处于极端重载情况下，即使限制住频率，压缩机的负载电流也会偏大，IGBT导通电流会偏大，温升过高，加快IGBT器件老化、甚至损坏IGBT器件。
[0005]现有的对于IGBT过流保护方式是针对于PFC整个电路的过流保护，DSP芯片检测到PFC电路电流的采样值大于设定的保护值时，会停止输出PWM波，同时报相应故障。这种保护方式的采样电流值是整个PFC电路回路不是针对于IGBT导通电流，保护电流值不是IGBT过流值，而且整个保护机制是通过芯片判断采样电流和设定值大小，然后决定是否关闭PWM波，整个保护过程时间太长，而且关断PWM波这种保护方式，并不能立即让IGBT栅极电位下拉到低电平。IGBT过流超过10us，器件就会损坏。

技术实现思路

[0006]有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种IGBT故障检测电路、方法及用电设备，以解决现有技术中IGBT发生故障后，主板报母线电压过低故障，导致售后排查难度较大的问题。
[0007]根据本专利技术实施例的第一方面，提供一种IGBT故障检测电路，包括：
[0008]采样电阻R1，连接在IGBT的发射极和地之间；
[0009]运算放大器U1，其正相输入端连接在所述IGBT的发射极和采样电阻R1之间，其反相输入端通过电阻R2接地，其输出端通过电容C1接地；
[0010]控制器，通过电阻R4与所述运算放大器U1的输出端相连；
[0011]所述控制器，用于检测所述运算放大器U1输出的电压信号，并根据检测结果判断所述IGBT是否发生故障。
[0012]优选地，所述控制器还与所述IGBT的PWM驱动电路相连，所述PWM驱动电路用于输出驱动所述IGBT的PWM信号；
[0013]所述控制器，还用于根据所述电压信号，控制所述PWM信号的占空比。
[0014]优选地，所述电路，还包括：
[0015]反馈电阻R3，连接在所述运算放大器U1的反相输入端和输出端之间。
[0016]优选地，所述电路，还包括：
[0017]电压跟随器U2，其正相输入端通过所述电阻R4与所述运算放大器U1的输出端相连，同时与所述控制器相连，其反相输入端和输出端相连；
[0018]比较器U3，其正相输入端与所述电压跟随器U2的输出端相连，其反相输入端连接在串联的电阻R5和R6之间，其输出端通过电容C2接地；
[0019]三极管Q1，其基极通过电阻R7与所述比较器U3的输出端相连，同时通过电阻R8接地，其集电极与所述IGBT的栅极相连，其发射极接地；
[0020]所述控制器，还与所述比较器U3的输出端相连。
[0021]优选地，所述电路，还包括：
[0022]二极管D1，其正极与所述控制器相连，负极外接直流供电电源VCC；
[0023]所述直流供电电源VCC通过串联的电阻R5和R6接地。
[0024]根据本专利技术实施例的第二方面，提供一种IGBT故障检测方法，应用于上述的IGBT故障检测电路中，包括：
[0025]检测运算放大器U1输出的电压信号；
[0026]根据检测结果，判断IGBT是否发生故障。
[0027]优选地，所述根据检测结果，判断IGBT是否发生故障，具体为：
[0028]若检测到运算放大器U1输出的电压信号，判断IGBT是否发生过温或过流故障；若判断IGBT未发生过温或过流故障，判定IGBT正常运行；
[0029]若未检测到运算放大器U1输出的电压信号，判定IGBT发生故障。
[0030]优选地，所述判断IGBT是否发生过温或过流故障，包括：
[0031]判断所述电压信号的电压值是否大于或等于IGBT温度保护值所对应的预设电压值；
[0032]若是，判定IGBT发生过温故障，IGBT的运行温度超过正常范围，若否，判定IGBT正常运行。
[0033]优选地，所述方法，还包括：
[0034]若检测到比较器U3输出高电平信号，判定IGBT发生过流故障；
[0035]若检测到比较器U3输出低电平信号，判定IGBT正常运行。
[0036]优选地，所述方法，还包括：
[0037]若判定IGBT发生过温故障，调节PWM驱动电路输出的PWM信号的占空比，直至所述电压信号的电压值小于预设电压值；和/或，
[0038]若判定IGBT发生过流故障，自断电，且发出故障报警信息；和/或，
[0039]若未检测到运算放大器U1输出的电压信号，发出故障报警信息。
[0040]根据本专利技术实施例的第三方面，提供一种用电设备，包括：
[0041]上述的IGBT故障检测电路。
[0042]优选地，所述用电设备至少包括：变频空调、变频洗衣机、变频冰箱。本专利技术的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：
[0043]通过在IGBT的发射极和地之间设置采样电阻，并加设运算放大器U1和控制器，使
得若IGBT运行正常，IGBT的导通电流流过采样电阻R1，运算放大器U1的正相输入端有信号输入，运算放大器U1能够输出电压信号；若IGBT发生故障，没有电流流过采样电阻R1，运算放大器U1的正相输入端没有信号输入，运算放大器U1不能够输出电压信号。相比现有技术中IGBT发生故障后，主板报母线电压过低故障，导致售后排查难度较大的问题，本发提供的技术方案，可以直接根据运算放大器U1是否输出电压信号，定位到IGBT是否发生故障，增加了IGBT器件故障检测功能，降低了售后主板的故障复查难度，提高了主板的售后可检修性。
[0044]应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本专利技术。
附图说明
[0045]此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本专利技术的实施例，并与说明书一起用于解释本专利技术的原理。
[0046]图1是根据一示例性实施例示出的一种IGBT故障检测电路的电路原理图；
[0047]图2是根据一示例性实施例示本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种IGBT故障检测电路，其特征在于，包括：采样电阻R1，连接在IGBT的发射极和地之间；运算放大器U1，其正相输入端连接在所述IGBT的发射极和采样电阻R1之间，其反相输入端通过电阻R2接地，其输出端通过电容C1接地；控制器，通过电阻R4与所述运算放大器U1的输出端相连；所述控制器，用于检测所述运算放大器U1输出的电压信号，并根据检测结果判断所述IGBT是否发生故障。2.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，所述控制器还与所述IGBT的PWM驱动电路相连，所述PWM驱动电路用于输出驱动所述IGBT的PWM信号；所述控制器，还用于根据所述电压信号，控制所述PWM信号的占空比。3.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，还包括：反馈电阻R3，连接在所述运算放大器U1的反相输入端和输出端之间。4.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，还包括：电压跟随器U2，其正相输入端通过所述电阻R4与所述运算放大器U1的输出端相连，同时与所述控制器相连，其反相输入端和输出端相连；比较器U3，其正相输入端与所述电压跟随器U2的输出端相连，其反相输入端连接在串联的电阻R5和R6之间，其输出端通过电容C2接地；三极管Q1，其基极通过电阻R7与所述比较器U3的输出端相连，同时通过电阻R8接地，其集电极与所述IGBT的栅极相连，其发射极接地；所述控制器，还与所述比较器U3的输出端相连。5.根据权利要求4所述的电路，其特征在于，还包括：二极管D1，其正极与所述控制器相连，负极外接直流供电电源VCC；所述直流供电电源VCC通过串联的电阻R5和R6接地。6.一种IGBT故障检测方法...

【专利技术属性】
技术研发人员：廖常浩，耿周涛，安雅倩，
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：