专利名称：一种离心机用变频器负载短路的保护电路的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及IGBT(绝缘栅双极晶体管，Insulated Gate Bipolar Transistor)的保护电路，具体涉及一种应用在离心机用变频器、开关电源等设备中作为功率开关器件的IGBT在负载短路时的保护电路。
背景技术：
当离心机的变频器的IGBT功率管在工作时，当突然遇到过电流倍数较大，尤其发生负载短路或桥臂直通故障时，在瞬时关断栅极脉冲会因di/dt很大，在回路杂散电感中感应很高的电压尖峰而使IGBT损坏，为此，应使栅极脉冲电压在2-5us内软关断下降到零电压。而有些IGBT驱动器有软关断功能，但不能彻底关断，如果不采取措施，在短路故障状态没有消除的情况下会造成每个周期IGBT驱动器软关断保护一次，这样产生的热积累会造成IGBT损坏。
实用新型内容本实用新型所要解决的技术问题在于针对现有技术的不足而提供一种用于IGBT 负载短路时的保护电路，在短时间内能够彻底关断IGBT功率管的栅极电压。为了实现上述发明目的，本实用新型采用的技术方案如下一种离心机用变频器负载短路的保护电路，包括IGBT、驱动及软关断输出电路和短路保护电路，IGBT(Ql)的集电极接快恢复二极管(Dl)的阴极，该二极管(Dl)的阳极通过电阻(Rl、R2)分压，经二极管(D2)使三极管(Q2)导通，IGBT栅极电压由稳压管(D4、D5) 反向连接所限制而降压，同时经电阻(R3)、电容(Cl)延迟使三极管(Q3)导通，送去软关断信号，所述IGBT(Ql)发射极串接一个检测短路电流的采样电阻(R5)。进一步特征为，所述短路保护电路包括一可检测短路电压的比较器。并且，所述三极管IGBT(Ql)和三极管(Q2)为NPN型晶体管。本实用新型的优点为当IGBT发生负载短路或桥臂直通故障时，可以通过采样 IGBT集电极电压和短路检测双重保护逆变电路，彻底软关断IGBT的栅极电压，防止IGBT的损坏。
图1为本实用新型的电路结构图。
具体实施方式
为了使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本实用新型。如图1所示，用于离心机用变频器负载短路时的保护电路，包括IGBT Q1、驱动及软关断输出电路1、短路保护电路2、第二晶体管Q2和第三晶体管Q3 ；负载短路时，(或IGBT因其它故障过流)时，IGBT Ql的Vce增大，三极管Q2门极驱动电流经，电阻Rl、R2分压， 经二极管D2使三极管Q2导通，IGBT栅极电压由稳压管D4、D5反向连接所限制而降压，限制IGBT峰值电流幅度，同时经电阻R3、电容Cl延迟使三极管Q3导通，送去软关断信号，关断栅极脉冲输入；另一方面，在短路时经电流采样电阻R5检测短路电流，经比较器输出的高电平使Q2导通进行降栅压，同时经电阻R3、电容Cl延迟使三极管Q3导通，进行栅极软关断，来保护逆变电路。本实用新型的工作原理如下是利用IGBT Ql在负载短路时，对集电极电压进行检测，对发射极的电流进行检测的综合保护电路，电路工作原理是负载短路(或IGBT因其它故障过流)时，IGBT Ql的Vce 增大，第二晶体管Q2门极驱动电流经R1、R2分压使第二晶体管Q2导通，IGBT Ql栅极电压由第一稳压管D4和第二稳压管D5所限制而降压，限制IGBT Ql峰值电流幅度，同时经延时电路3延迟使第三晶体管Q3导通，使驱动及软关断输出电路1送去软关断信号到IGBTQl 的栅极，同时，在负载短路时在IGBT Ql的发射极串接一个第五电阻R5，由于该串联的电阻两端的电压(即采样电压)和流经该串联电阻的电流成正比U= IR(I为流经该串联电阻的电流值，R为该串联的电阻值，U为该串联电阻R两端的电压值，即采样电压)，因此得到的电压值就可以作为电流的采样值。那么经第五电阻R5检测所得的采样电压值和短路保护电路2中的电压比较器的参考电压值比较，其输出端输出的信号为过流指示信号，即输出为高电平使Q2导通降IGBT Ql的栅压，并同时使第三电阻R3和第一电容Cl延时使第三晶体管Q3导通，控制驱动及软关断输出电路1送去软关断信号到IGBT Ql的栅极，从而彻底关断栅极输出。以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内，本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
权利要求1.一种离心机用变频器负载短路的保护电路，包括IGBT Q1、驱动及软关断输出电路和短路保护电路，其特征在于，IGBT Ql的集电极接快恢复二极管Dl的阴极，该二极管Dl的阳极通过电阻Rl、R2分压，经二极管D2使三极管Q2导通，IGBT栅极电压由稳压管D4、D5 反向连接所限制而降压，同时经电阻R3、电容Cl延迟使三极管Q3导通，送去软关断信号，所述IGBT Ql发射极串接一个检测短路电流的采样电阻R5。
2.根据权利要求1所述的一种离心机用变频器负载短路的保护电路，其特征在于，所述短路保护电路包括一可检测短路电压的比较器。
3.根据权利要求1所述的一种离心机用变频器负载短路的保护电路，其特征在于，所述三极管Ql与Q2为NPN型晶体管。
专利摘要本实用新型公开了一种离心机用变频器负载短路的保护电路，包括IGBT(Q1)、驱动及软关断输出电路和短路保护电路，IGBT(Q1)的集电极接快恢复二极管(D1)的阴极，该二极管(D1)的阳极通过电阻(R1、R2)分压，经二极管(D2)使三极管(Q2)导通，IGBT栅极电压由稳压管(D4、D5)反向连接所限制而降压，同时经电阻(R3)、电容(C1)延迟使三极管(Q3)导通，送去软关断信号，所述IGBT(Q1)发射极串接一个检测短路电流的采样电阻(R5)。另一方面，在短路时经电流采样电阻(R5)检测短路电流，经比较器输出的高电平使(Q2)导通进行降栅压，同时经电阻(R3)、电容(C1)延迟使三极管(Q3)导通，进行栅极软关断，来保护逆变电路。
文档编号H02H7/10GK201975764SQ20102017883
公开日2011年9月14日 申请日期2010年4月28日 优先权日2010年4月28日
发明者谢昌树 申请人:上海力申科学仪器有限公司