专利名称：一种igbt集电极过压双重保护的监控方法
技术领域：
本发明是一种IGBT集电极过压双重保护的监控方法，特别是一种用于电磁炉功 率控制器件IGBT集电极电压超过其额定工作电压时对IGBT进行保护、防止IGBT过压损坏 的保护方法，属于电磁炉功率控制器件IGBT保护监控方法的创新技术。
背景技术：
目前电磁炉功率控制器件绝缘栅双极型晶体管(简称IGBT)都设有过压保护电 路，此保护电路检测到IGBT集电极C过压时自动减小IGBT开通时间，但IGBT开通时间不能 减少太多，否则电磁炉功率波动太大，所以为了电磁炉功率稳定，IGBT开通时间减小的值相 对较小，但电网电压有较大波动时，IGBT开通时间减小后仍然会出现IGBT集电极C电压过 高的情况，甚至比开通时间减小前还高，当IGBT集电极C电压高到一定值后就会出现IGBT 过压损坏问题。
发明内容
本发明的目的在于考虑上述问题而提供一种能实现对IGBT集电极电压的实时监 控，可有效解决现有技术中对IGBT过压保护不及时、导致IGBT损坏的技术问题，提高电磁 炉整机的安全可靠性能的IGBT集电极过压双重保护的监控方法。本发明的技术方案是本发明的IGBT集电极过压双重保护的监控方法，包括有 IGBT集电极压双重保护电路，IGBT集电极压双重保护电路包括IGBT、微控制器、IGBT驱动 电路、电阻R1、电阻R2，IGBT驱动电路的输出端与IGBT的栅极G连接，IGBT的集电极C通 过串联的分压电阻R1、电阻R2分压后连接微控制器的输入端，微控制器的输出端与IGBT驱 动电路输入端连接，微控制器包括比较器CMP1、CMP2，第一 IGBT控制电路、第二 IGBT控制 电路，比较器CMP1、CMP2的负输入端分别连接参考电压Vrefl、Vref2，输出端分别连接第一 IGBT控制电路、第二 IGBT控制电路，其中比较器CMPl输出高电平时，通过第一 IGBT控制 电路的处理，微控制器产生中断处理程序INTl ；所述比较器CMP2输出高电平时，通过第二 IGBT控制电路的处理，IGBT关断，微控制器产生中断处理程序INT2。上述参考电压Vrefl和Vref2的大小通过微控制器内部相关寄存器进行选择，且 Vrefl > Vref2。上述每进入一次中断程序INT1，IGBT的下一个开通时间Ton减小时间Δ T，且Δ T < Ton。上述每进入一次中断程序ΙΝΤ2，IGBT被一直关断，直到微控制器内部有一个重新 启动信号IGBT才能重新开通。本发明与现有技术相比，具有如下有益效果本发明微控制器通过对IGBT C极电 压异常的检测，及时的减小IGBT开通时间或者直接关断IGBT来确保功率器件IGBT工作在 正常状态，通过对电磁炉IGBT C极电压的实时监控，有效解决现有技术中对IGBT过压保护 不及时、导致IGBT损坏的技术问题，提高电磁炉整机的安全可靠性能。本发明是一种设计巧妙，性能优良，方便实用的IGBT C极过压双重保护的监控方法。
图1为本发明的电路原理图；图2为本发明实施例的INTl中断处理程序流程图。图3为本发明实施例的INT2中断处理程序流程图。
具体实施例方式实施例本发明的电路原理图如图1所示，包括有IGBT集电极压双重保护电路，IGBT集电 极压双重保护电路包括IGBT、微控制器1、IGBT驱动电路2、电阻R1、电阻R2，IGBT驱动电 路2的输出端与IGBT的栅极G连接，IGBT的集电极C通过串联的分压电阻R1、电阻R2分 压后连接微控制器1输入端，微控制器1的输出端与IGBT驱动电路2的输入端连接，微控制 器1包括比较器CMPl、CMP2，第一 IGBT控制电路11、第二 IGBT控制电路12，比较器CMPl、 CMP2的负输入端分别连接参考电压Vrefl、Vref2，输出端分别连接第一 IGBT控制电路11、 第二 IGBT控制电路12，其中比较器CMPl输出高电平时，通过第一 IGBT控制电路11的处 理，微控制器1产生中断处理程序INTl ；所述比较器CMP2输出高电平时，通过第二 IGBT控 制电路12的处理，IGBT关断，微控制器1产生中断处理程序INT2。上述参考电压Vrefl和Vref2的大小通过微控制器1内部相关寄存器进行选择， 且 Vrefl > Vref2。上述每进入一次中断程序INT1，IGBT的下一个开通时间Ton减小时间ΔΤ，且ΔΤ < Ton。本实施例中，上述每进入一次中断程序INT2，IGBT被一直关断，直到微控制器1内 部有一个重新启动信号IGBT才能重新开通。本实施例中，IGBT驱动电路2为现有技术电路，在此不再赘述。第一 IGBT控制电路11、第二 IGBT控制电路12属于三洋集成加热芯片MH2C33P中 的模块电路。参考电压Vrefl和Vref2大小可以通过微控制器1内部相关寄存器进行选择，且 Vrefl > Vref2 ；设IGBT集电极C电压为Vc，IGBT C极额定电压为Vo。当 IGBT 集电极 C 电压 Vc 满足条件Vc*R2/(R1+R2) > Vrefl 且 Vo-Vc < Vo*10% 时，比较器CMPl向第一 IGBT控制电路11输出高电平信号，使微控制器产生中断处理程序 INTl。当比较器 CMP2 满足条件Vc*R2/(Rl+R2) > Vref 2，且 Vc ^ Vo 时，CMP2 向第 二 IGBT控制电路12输出高电平信号，直接关断IGBT，并使微控制器1产生中断处理程序 INT2。本发明的工作原理如下如图2所示，每进入一次中断处理程序INT1，微控制器1的特殊寄存器(程序指针 以及通用寄存器A、B等)入栈，通过对IGBT驱动脉冲宽度寄存器PPG值的调整，当前PPG减1或者减2，使IGBT的下一个开通时间Ton减小时间Δ T，且Δ T < Ton,保证I GBT在下 一个开关周期内IGBT的集电极C电压相应减小，最后特殊寄存器出栈，退出INTl中断处理 程序，也就是在INTl的中断程序中完成对IGBT驱动脉冲宽度的适当调整。
如图3所示，每进入一次中断处理程序INT2，微控制器的特殊寄存器入栈，通过软 件设置IGBT的关断时间，关断时间结束后微控制器重新启动IGBT，最后特殊寄存器出栈， 退出中断处理程序，INT2中断处理程序保证在电网电压波动较大时，IGBT暂停工作，确保 其安全。
权利要求
一种IGBT集电极过压双重保护的监控方法，包括有IGBT集电极压双重保护电路，IGBT集电极压双重保护电路包括IGBT、微控制器(1)、IGBT驱动电路(2)、电阻R1、电阻R2，IGBT驱动电路(2)的输出端与I GBT的栅极G连接，IGBT的集电极C通过串联的分压电阻R1、电阻R2分压后连接微控制器(1)输入端，微控制器(1)的输出端与IGBT驱动电路(2)输入端连接，微控制器(1)包括比较器CMP1、CMP2，第一IGBT控制电路(11)、第二IGBT控制电路(12)，比较器CMP1、CMP2的负输入端分别连接参考电压Vref1、Vref2，输出端分别连接第一IGBT控制电路(11)、第二IGBT控制电路(12)，其特征在于比较器CMP1输出高电平时，通过第一IGBT控制电路(11)的处理，微控制器(1)产生中断处理程序INT1；所述比较器CMP2输出高电平时，通过第二IGBT控制电路(12)的处理，IGBT关断，微控制器(1)产生中断处理程序INT2。
2.根据权利要求1所述的IGBT集电极过压双重保护的监控方法，其特征在于上述参考 电压Vrefl和Vref2的大小通过微控制器(1)内部相关寄存器进行选择，且Vref 1 > Vref2。
3.根据权利要求1所述的IGBT集电极过压双重保护的监控方法，其特征在于上述每进 入一次中断程序INT1，IGBT的下一个开通时间Ton减小时间ΔΤ，且ΔΤ < Ton。
4.根据权利要求1所述的IGBT集电极过压双重保护的监控方法，其特征在于上述每进 入一次中断程序INT2，IGBT被一直关断，直到微控制器(1)内部有一个重新启动信号IGBT 才能重新开通。
全文摘要
本发明是一种IGBT集电极过压双重保护的监控方法。包括IGBT集电极压双重保护电路，IGBT集电极压双重保护电路包括IGBT、微控制器、IGBT驱动电路、电阻R1、电阻R2，微控制器包括比较器CMP1、CMP2，第一IGBT控制电路、第二IGBT控制电路，比较器CMP1、CMP2的负输入端分别连接参考电压Vref1、Vref2，输出端分别连接第一IGBT控制电路、第二IGBT控制电路，其中比较器CMP1输出高电平时，通过第一IGBT控制电路的处理，微控制器产生中断处理程序INT1；所述比较器CMP2输出高电平时，通过第二IGBT控制电路的处理，IGBT关断，微控制器产生中断处理程序INT2。本发明能实现对IGBT集电极电压的实时监控，解决现有技术中对IGBT过压保护不及时、导致IGBT损坏的技术问题，提高电磁炉整机的安全可靠性能。
文档编号H02H7/20GK101916985SQ201010231980
公开日2010年12月15日 申请日期2010年7月20日 优先权日2010年7月20日
发明者李新峰, 毛宏建, 王帅 申请人:美的集团有限公司