[实用新型]一种双极性脉冲电源中IGBT的保护电路

说明书

技术领域

本实用新型属于材料技术领域，特别涉及到一种应用于镁合金表面处理的大功率微弧氧化双极性脉冲电源中IGBT的保护电路。

背景技术

微弧氧化又称等离子微弧氧化，通过微弧氧化技术对镁合金表面处理，可以使镁合金表面形成均匀的氧化膜，从而提高镁合金的强度、硬度、耐磨、耐热、耐腐蚀等综合性能，是镁合金表面处理的重点发展方向。

自微弧氧化技术诞生以来，其采用的电源也经历了从直流或单行脉冲电源、交流电源到不对称交流电源的转变，现在采用最多的是脉冲交流电源，因为脉冲电压特有的针尖作用可以使氧化膜的表面微孔互相重叠，膜层质量好，而且在微弧氧化过程中，通过正负脉冲幅度和宽度的优化调整，可以使氧化膜性能达到最佳，并有效地节约能源。有的微弧氧化脉冲交流电源中采用两个斩波器来实现双极性输出，而斩波器一般采用绝缘栅双极晶体管（IGBT）来实现，由于功率较大，因此对IGBT采取措施以防器件损坏就显得极为重要。

发明内容

本实用新型的目的是提出一种双极性脉冲电源中IGBT的保护电路，以避免IGBT损坏，增加双极性脉冲电源的使用寿命。

本实用新型的双极性脉冲电源中IGBT的保护电路包括IGBT，关键在于所述IGBT的正端通过由一个二极管、一个电容组成的串联电路与IGBT的负端连接，所述二极管并联有一个吸收电阻。

当有一个尖峰脉冲电压加载到IGBT上时，由于尖峰脉冲的交流分量很大，电流通过二极管将能量储存在电容上，也就将IGBT上的脉冲电压旁路，从而保护IGBT不会因为峰值电压过压而击穿。之后，电容上的能量将通过吸收电阻消耗。上述吸收电阻为普通电阻，其功率可根据具体的电路情况来选择。

进一步地，所述IGBT正端与负端之间还连接有一个压敏电阻。当压敏电阻两端所加的电压低于标称额定电压值时，压敏电阻的电阻值接近无限大，其内部几乎无电流通过；当压敏电阻两端电压高于标称额定电压时，压敏电阻迅速被击穿，并由高阻状态变为低阻状态，其内部电流也迅速增加，从而减少通过IGBT的电流，达到保护IGBT的目的。

进一步地，所述二极管为快速恢复二极管，所述电容为无感电容，以保证吸收尖峰脉冲电压时的快速性和灵敏性。

本实用新型的双极性脉冲电源中IGBT的保护电路可以实现IGBT的峰值过电压保护和均值过电压保护，非常适合于大功率微弧氧化双极性脉冲电源，具有很好的实用性。

附图说明

图1为本实用新型的双极性脉冲电源中IGBT的保护电路的电路原理图。

具体实施方式

下面对照附图，通过对实施实例的描述，对实用新型的具体实施方式如所涉及的各构件的形状、构造、各部分之间的相互位置及连接关系、各部分的作用及工作原理等作进一步的详细说明。

实施例1：

如图1所示，本实施例的双极性脉冲电源中IGBT的保护电路包括IGBT，关键在于所述IGBT的正端通过由一个快速恢复二极管D1、一个无感电容C1组成的串联电路与IGBT的负端连接，二极管D1并联有一个吸收电阻R1；IGBT正端与负端之间还连接有一个压敏电阻R2。

当有一个尖峰脉冲电压加载到IGBT上时，由于尖峰脉冲的交流分量很大，电流通过二极管D1将能量储存在电容C1上，也就将IGBT上的脉冲电压旁路，从而保护IGBT不会因为峰值电压过压而击穿。之后，电容C1上的能量将通过吸收电阻R1消耗。上述吸收电阻R1为普通电阻，其功率可根据具体的电路情况来选择。

当压敏电阻R2两端所加的电压低于标称额定电压值时，压敏电阻R2的电阻值接近无限大，其内部几乎无电流通过；当压敏电阻R2两端电压高于标称额定电压时，压敏电阻R2迅速被击穿，并由高阻状态变为低阻状态，其内部电流也迅速增加，从而减少通过IGBT的电流，达到保护IGBT的目的。