一种ＩＧＢＴ模块过温保护电路制造技术

一种ＩＧＢＴ模块过温保护电路，包括三端可调分流基准源ＴＬ４３１、电阻Ｒ１－Ｒ９、负温度系数电阻温度传感器ＲＴ、ＬＭ３２４Ｎ运算放大器Ｕ１Ａ、Ｕ１Ｂ、Ｕ１Ｃ、Ｕ１Ｄ、电容Ｃ１和Ｃ２。本发明专利技术利用ＩＧＢＴ模块内部封装的温度传感器温度检测准确的优点，又克服了通常做法中增加的线性光耦成本较高不合适大批量使用的缺陷，相比在散热器表面安装温度传感器来进行过温保护的做法，在不过多增加成本的情况下大大提高了过温保护的准确性。并在不因增加线性光耦隔离而导致成本大幅增加的情况下，利用ＩＧＢＴ模块内部温度传感器采样ＩＧＢＴ壳温Ｔｃ，在准确的温度下进行过温保护。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电力
，特别是涉及一种IGBT模块过温保护电路。技术背景IGBT因其既有功率MOSFET易于驱动、控制简单、开关频率高的优点，又有功率晶 体管的导通电压低，通态电流大的优点而在电力电子行业中广泛使用，而IGBT模块损坏的 主要原因之一是长时间结温过高而导致的损坏，所以在其过温时应对其进行保护。目前，IGBT模块过温保护的通用的做法是在安装IGBT模块的散热器表面安装温 度传感器检测散热器表面温度Ts，根据模块热阻或者经验推算IGBT的结温Tj以设定过温 保护的门槛值，当过温发生时由软件封锁IGBT的脉冲信号以关断IGBT使其停止工作。但 散热器表面与IGBT模块基板之间的热阻在组装过程中将会产生较大的不一致性，而温度 传感器的测试点也可能因外界的条件导致不是散热器的最高温度点，以上两点都可能直接 导致根据测试点温度推算的IGBT结温与实际结温相差太大而使保护功能工作不正常。近年IGBT —些新封装结构的模块中，内部封装有温度传感器(NTC)，它可 以有效地检测功率模块的稳态壳温(Tc)。模块内封装的NTC参数完全相同。将用于测量 模块壳温的温度传感器直接封装在模块内的陶瓷基板(DCB)上，可以大大简化模块壳温Tc 的测量过程，并因其封装在模块内部，一致性很高，所以使壳温Tc推算出的结温Tj准确度 大大提高。但根据EN50178的要求，必须满足可能出现的任何故障期间保持安全隔离。由 于IGBT模块内NTC可能暴露在高压下(例如短路期间或模块烧毁后)，用户还须从外部 进行安全隔离。现在通行做法是将温度转化为模拟信号用线性光耦隔离后送到逻辑控制部 分，由软件判断温度状态进行保护。而线性光耦的成本较高，不适于大批量使用。
技术实现思路
本专利技术的目的在于避免现有技术中的不足之处而提供一种IGBT模块过温保护电路。本专利技术的目的通过以下技术措施实现。一种IGBT模块过温保护电路，包括三端可调分流基准源TL431、电阻Rl — R9、负 温度系数电阻温度传感器RT、LM324N运算放大器U1A、U1B、U1C、U1D、电容Cl和C2 ；Rl和R2公共端接+ 15V，Rl的另一端接TL431的负极、RT的一端和UlC的正相输入 端，TL431的正极接地并接R4的一端，R4的另一端和RT的另一端共同接TL431的调节端， R2的另一端与R3的公共端接UlA的正相输入端，R3的另一端接地，UlA的反相输入端与 UlA的输出端接R5的一端，R5的另一端接R6的一端和UlB的正相输入端，R6的另一端接 UlB的输出端和UlD的反相输入端，UlB的反相输入端接R7的一端，R7的另一端接UlC的 输出端和反相输入端；UlD的正电源端接R8的一端和Cl的一端，R8的另一端接+ 15V，Cl的另一端接UlD 的输出端，UlD的正相输入端接地；UlD的负电源端接R9的一端和C2的一端，R9的另一端3接一 15V，C2的另一端接UlD的输出端。本专利技术利用IGBT模块内部封装的温度传感器温度检测准确的优点，又克服了通 常做法中增加的线性光耦成本较高不合适大批量使用的缺陷，相比在散热器表面安装温 度传感器来进行过温保护的做法，在不过多增加成本的情况下大大提高了过温保护的准确 性。并在不因增加线性光耦隔离而导致成本大幅增加的情况下，利用IGBT模块内部温度传 感器采样IGBT壳温Tc，在准确的温度下进行过温保护。附图说明利用附图对本专利技术做进一步说明，但附图中的内容不构成对本专利技术的任何限制。图1是本专利技术的IGBT模块过温保护电路的一个实施例的电路图。图2是本专利技术的IGBT模块过温保护电路的一个实施例采用的温度传感器的电阻 与温度曲线图。具体实施方式结合以下实施例对本专利技术作进一步说明。本专利技术的IGBT模块过温保护电路的一个实施例如图1所示，包括三端可调分流基 准源TL431、电阻Rl - R9、负温度系数电阻温度传感器RT、LM324N运算放大器U1A、U1B、 U1C、U1D、电容 Cl 和 C2。Rl和R2公共端接+ 15V，R1的另一端接TL431的负极、RT的一端和UlC的正相输 入端，TL431的正极接地并接R4的一端，R4的另一端和RT的另一端共同接TL431的调节 端，R2的另一端与R3的公共端接UlA的正相输入端，R3的另一端接地，UlA的反相输入端 与UlA的输出端接R5的一端，R5的另一端接R6的一端和UlB的正相输入端，R6的另一端 接UlB的输出端和UlD的反相输入端，UlB的反相输入端接R7的一端，R7的另一端接UlC 的输出端和反相输入端。UlD的正电源端接R8的一端和Cl的一端，R8的另一端接+ 15V，Cl的另一端接 UlD的输出端，UlD的正相输入端接地；UlD的负电源端接R9的一端和C2的一端，R9的另 一端接一 15V，C2的另一端接UlD的输出端。参考图1和图2，TL431和Rl，Rt, R4组成的稳压电路将Rt的阻值转化为①点的电 压Vi ；R2与R3分压后得到②点电压Vref ；Vi与Vref分别通过UlC和UlA的电压跟随器隔 离后作为UlB和R5，R6，R7组成的迟滞比较器的输入电压和参考电压，迟滞比较器的电压下 限和回差由Vref，R5，R6决定，UlD作为装置的输出电路；R8，R9，Cl，C2作为运放的供电电 源电路。当温度传感器温度超过设定值上限时，Vi就低于下限门槛，UlB翻转输出低电平 通过UlD与地作比较，UlD输出LOCK信号为+15V，可直接用于封锁IGBT脉冲信号的传输； 当温度传感器温度低于温度回差点时，Vi就超过电压回差点，UlB翻转输出高电平通过UlD 与地作比较，UlD输出LOCK信号为-15V，可取消封锁IGBT脉冲信号的传输。LOCK信号还可作为过温状态信号，通过驱动部分原有的非线性光耦反馈至逻辑控 制部分。通过该电路，即可不通过光耦达到利用IGBT模块内部温度传感器来对IGBT模块进行过温保护的功能。 最后应当说明的是，以上实施例仅用于说明本专利技术的技术方案而非对本专利技术保护 范围的限制，尽管参照较佳实施例对本专利技术作了详细说明，本领域的普通技术人员应当理 解，可以对本专利技术的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本专利技术技术方案的实质和 范围。权利要求1. 一种IGBT模块过温保护电路，其特征在于包括三端可调分流基准源TL431、电阻 Rl - R9、负温度系数电阻温度传感器RT、LM324N运算放大器U1A、U1B、U1C、U1D、电容Cl和 C2 ；Rl和R2公共端接+ 15V，Rl的另一端接TL431的负极、RT的一端和UlC的正相输入 端，TL431的正极接地并接R4的一端，R4的另一端和RT的另一端共同接TL431的调节端， R2的另一端与R3的公共端接UlA的正相输入端，R3的另一端接地，UlA的反相输入端与 UlA的输出端接R5的一端，R5的另一端接R6的一端和UlB的正相输入端，R6的另一端接 UlB的输出端和UlD的反相输入端，UlB的反相输入端接R7的一端，R7的另一端接UlC的 输出端和反相输入端；UlD的正电源端接R8的一端和Cl的一端，R8的另一端接+ 15V，Cl的另一端接UlD 的输出端，UlD的正相输入端接地；Ul本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种ＩＧＢＴ模块过温保护电路，其特征在于：包括三端可调分流基准源ＴＬ４３１、电阻Ｒ１－Ｒ９、负温度系数电阻温度传感器ＲＴ、ＬＭ３２４Ｎ运算放大器Ｕ１Ａ、Ｕ１Ｂ、Ｕ１Ｃ、Ｕ１Ｄ、电容Ｃ１和Ｃ２；Ｒ１和Ｒ２公共端接＋１５Ｖ，Ｒ１的另一端接ＴＬ４３１的负极、ＲＴ的一端和Ｕ１Ｃ的正相输入端，ＴＬ４３１的正极接地并接Ｒ４的一端，Ｒ４的另一端和ＲＴ的另一端共同接ＴＬ４３１的调节端，Ｒ２的另一端与Ｒ３的公共端接Ｕ１Ａ的正相输入端，Ｒ３的另一端接地，Ｕ１Ａ的反相输入端与Ｕ１Ａ的输出端接Ｒ５的一端，Ｒ５的另一端接Ｒ６的一端和Ｕ１Ｂ的正相输入端，Ｒ６的另一端接Ｕ１Ｂ的输出端和Ｕ１Ｄ的反相输入端，Ｕ１Ｂ的反相输入端接Ｒ７的一端，Ｒ７的另一端接Ｕ１Ｃ的输出端和反相输入端；Ｕ１Ｄ的正电源端接Ｒ８的一端和Ｃ１的一端，Ｒ８的另一端接＋１５Ｖ，Ｃ１的另一端接Ｕ１Ｄ的输出端，Ｕ１Ｄ的正相输入端接地；Ｕ１Ｄ的负电源端接Ｒ９的一端和Ｃ２的一端，Ｒ９的另一端接－１５Ｖ，Ｃ２的另一端接Ｕ１Ｄ的输出端。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：蔡旸正，
申请(专利权)人：广东易事特电源股份有限公司，
类型：发明
国别省市：44[中国|广东]