[发明专利]一种IGBT的过流分级保护电路及控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种高频开关电源技术领域，具体涉及一种功率器件IGBT的过流分级保护电路及控制方法。

背景技术

在大功率电能变换系统中，常采用IGBT器件来实现电能变换，IGBT器件的过流保护技术成为电能变换系统的重要环节，也是电能变换系统的可靠性衡量指标之一，现在通用的做法就是将IGBT电流信号与其安全工作电流比较，超过则保护，或者周期保护。由于IGBT的工作特性允许瞬间过流，所以超过则保护的方法，会一定程度上的影响系统的工作连续性，因为在焊接及某些电化学行业，电能变换系统是会产生瞬间过流现象，其次也难以发挥IGBT器件的瞬间过流的优势，周期保护则在系统真正故障时造成系统总在间歇工作，不停止IGBT工作，也会对IGBT器件产生不利。

发明内容

   本发明目的在于提供一种IGBT的过流分级保护电路及控制方法，以解决现有某些电能变换应用中IGBT过流保护问题。本发明能对IGBT过流信号进行分析，判别系统工作的正常与否，以达到精确保护IGBT安全工作的目的。

 本发明的目的可采用以下技术方案实现：

一种IGBT的过流分级保护电路，其包括DSP处理器电路、电流比较电路、PWM驱动电路；其中所述DSP处理器电路分别与PWM驱动电路、电流比较电路连接；所述DSP处理器电路根据电流比较电路输出信号决定是否锁定PWM驱动信号；电流比较电路由若干个IGBT电流比较电路组成，每个IGBT电流比较电路均由一个比较器、四个电阻及三个电容组成，用于比较IGBT电流信号与设定电流的大小，并将输出结果提供给DSP处理器电路；PWM驱动电路用于将DSP处理器电路产生的PWM信号放大，以驱动IGBT的开关。

进一步优化的，所述IGBT电流比较电路中比较器的反相输入端通过一个电阻接IGBT的电流信号，同时反相输入端还连接一个电容，电容的另一端接地。

进一步优化的，所述电阻、电容构成一个RC滤波电路。

进一步优化的，所述IGBT电流比较电路中比较器的同相输入端与由两个电阻及一个电容组成的分压电路连接。

进一步优化的，所述若干个IGBT电流比较电路设定的IGBT电流大小不一致，即各个比较器同相输入端连接的由两个电阻及一个电容组成的分压电路的分压大小不同，用来区别不同的过流信号。

进一步优化的，所述若干个IGBT电流比较电路包括两路及以上IGBT电流比较电路。

用于所述IGBT的过流分级保护电路的控制方法，具体是：所述IGBT的过流分级保护电路在正常工作情况下，IGBT电流信号小于设定电流的大小，比较器反相输入端电压低于同相输入端电压，此时比较器输出为高电平，不产生过流保护信号；

当IGBT电流信号大于设定电流大小时，比较器反相输入端电压高于同相输入端电压，此时比较器输出低电平，产生过流信号。

    进一步的，所述若干个IGBT电流比较电路的输出信号分别输入到DSP处理器的不同跳闸保护引脚上。

进一步的，将设定电流值较大的比较器输出的跳闸保护信号设置为单出错保护，即当IGBT电流信号大于该设定电流值时，比较器反相输入端电压高于同相输入端电压，此时比较器输出低电平，产生过流信号，DSP处理器电路检测到此过流信号就锁定PWM驱动信号，PWM驱动信号不再工作，进入保护状态；

将设定电流值较小的比较器输出的跳闸保护信号设置为周期出错保护，即当IGBT电流信号大于该设定电流值时，比较器反相输入端电压高于同相输入端电压，此时比较器输出低电平，产生过流信号，DSP处理器电路检测到此过流信号就锁定PWM驱动信号，当IGBT电流信号恢复正常后，PWM驱动信号不锁定而继续工作，同时DSP处理器电路对周期出错保护进行计数分析，若设定时间段周期出错保护次数大于DSP处理器电路设定次数，则对PWM驱动信号一直锁定。

 与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：

1、电路简单实用，保护方法灵活有效，大大消除了误保护对系统连续工作的影响；

2、利用现行通用DSP芯片的资源，不需要增加成本，具有很好的经济性；

3、对IGBT器件保护及瞬间过流能力都有兼顾，使IGBT的应用得到更佳的保护；

4、将IGBT过流信号进行了分级处理，对于不同程度的过流信号通过硬件电路或者DSP软件配合采取不同的处理方法。

附图说明

图1是实施方式的一种IGBT的过流分级保护电路简图。

具体实施方式