专利名称：一种pwm控制电路的过流驱动保护装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及电力电子器件的驱动保护电路，特涉及ー种PWM控制电路的过流驱动保护装置。
背景技术：
现代电力电子器件(P-MOS IGBT)的应用越来越广，当发生过流时要及时保护，要在很短时间内(〈lOus)，迅速封锁脉冲输出，关闭功率器件！否则功率器件将彻底烧毁！由于关断过快，产生了新的问题！电路中由于有电容电感的存在，过快的关闭将 在功率开关器件两端产生很高的尖峰电压，该电压ー超过器件的耐压值，该器件也就被击穿！传统的技术引入了“慢速关断”，既在允许的短路时间内采取措施，使控制极电压由15V较慢地下降，达到过电流时慢速切断。(參考文献I第380页)传统的各种“慢速关断”控制电路在开关功率器件端(高压端)，为隔离，为过流保护，有的高要求就采用“专用驱动模快”，而大多数电路采用简单实用的脉冲变压器和光耦门极驱动电路。(參考文献I第366页)传统的各种“慢速关断”控制电路由于在被隔离端I.要用高压器件，可靠性降低。2.电路复杂，增加成本。3.每一路要有隔离电源。4.由于光耦原因频率做不高。这就是大多数产品没采用的原因！而传统简单实用的脉冲变压器和光耦门极驱动电路根本就不具有过电流时慢速切断功能！即使检测出过流，并马上关闭(硬关断)，功率开关器件十有八九会被击穿！中国实用新型专利《功率变换器过流保护器》(申请号CN02239635. 7)所公开的是ー种功率变换器过流保护器，包括电流互感器、电压比较器、单稳触发器、双稳触发器、PWM控制器，该专利的过流保护器可以避免功率开关管长期经受持续的过流冲击，从而使功率变换器既能可靠工作，又能有效地得到保护。但该专利文件并未采用驱动保护电路，实现脉冲变压器过电流软关断。
发明内容针对技术背景中所涉及的问题，本实用新型通过增设驱动保护电路，消除了过流保护后，再开机就炸管现象。本实用新型的技术方案是ー种PWM控制电路的过流驱动保护装置，包括PWM控制电路、过流检测电路、驱动推动电路、功率器件，过流检测电路用于检查功率器件的电流，驱动推动电路驱动功率器件，其特征在于还包括驱动保护电路，驱动保护电路与PWM控制电路、过流检测电路、驱动推动电路相连接，当过流检测电路检测过流吋，过流电路封锁PWM控制电路的输出和驱动保护电路动作。其有益效果是1.简单实用、可靠、低成本；2.使脉冲变压器过电流也能实行软关断；3.消除了过流保护后，再开机就炸管现象！如上所述的PWM控制电路的过流驱动保护装置，其特征在于驱动保护电路包括D1，Q1，Q3，R2，R，3，R4 器件，ニ极管Dl连接在三级管Ql两端；三级管Q3的集电极与三级管Ql的基极连接，Q3的射极接地；R3接Ql的基极，R3的另一端接电源；R4接Q3的基板，R4的另一端接过流信号；R2接Ql的集电极，R2另一端接地； Ql的集电极接驱动电阻Rl，Ql的射极接PWM ；ニ极管Dl与晶体管Ql串接于Rl和PWM。如图2所示。如上所述的PWM控制电路的过流驱动保护装置，其特征在于驱动保护电路包括Dl, Ql, Q3, R2, R, 3，R4, Cll ；ニ极管Dl连接在三级管Ql两端；三级管Ql的源级连接PWM，漏级连接Rl、R2，栅级连接三级管Q3的集电极；三级管Q3基极接R4，射极接地；R4的另一端接过信号；R3接Q3集电极，R3的另一端接电源；R2接Ql的漏级，R2另一端接地；Cll接Ql漏级R2，Cll另一端接地。如图3所示。如上所述的PWM控制电路的过流驱动保护装置，其特征在于驱动保护电路包括DlA, DIB, QlA, QlB, Q3, R2A, R2B, R3, R4, R7, R8 ；ニ极管DlA连接在三级管QlA两端；QlA的基极与R7相连接，R7的另一端与Q3的集电极相连接；QlA的射极与PWM (A)相连，QlA的集电极与R2A、RlA相连，R2的另一端接地；ニ极管DlB连接在三级管QlB两端；QlB的基极与R8相连接，R8的另一端与Q3的集电极相连接；QlB的射极与PWM (B)相连，QlB的集电极与RIB、R2B相连，R2B的另一端接地；R3与Q3的集电极相连，另一端接电源；R4与Q3的基极相连，另一端与过流信号相连。如图4所示。
图I为变流电路中驱动保护电路方框原理示意图。图2为电磁隔离驱动电路原理示意图。图3为光电隔离驱动电路原理示意图。图4为电磁隔离桥式驱动电路原理示意图。
具体实施方式
以下结合附图，对本实用新型做进ー步的说明图中相同的结构或功能用相同的数字标出。应该指出的是，附图的目的只是便于对本实用新型具体实施的说明，不是ー种多余的叙述或是对本实用新型的限制，此外没有必要按比例画出。所述的PWM控制电路的过流驱动保护保护装置由PWM控制电路、过流检测电路、驱动推动电路、功率器件和本实用新型增设的过流驱动保护电路组成(如图I所示)。其中功率器件可以为P-MOS或IGBT器件。本实用新型实施方案I :(电磁隔离驱动型)电路如图2所示，分析如下I.正常工作(没过流信号)PWM脉冲上升沿经Dl ニ级管、Rl使Q2 (N沟道M0SFET)正向快速导通，通过隔离变压器T输出。PWM脉冲下降沿吋，由于没过流信号，Ql正偏导通，Q2栅电压经Rl Ql快速拉低，使Q2迅速截止，这样输出一个完整的脉冲。2.过流保护首先有PWM脉冲上升沿经Dl ニ级管、Rl使Q2 (N沟道M0SFET)正向导通，通过隔尚变压器T输出。检测到有过流现象吋，过流信号输出高电平，封锁PWM输出，同时Q3导通，Ql截止。Q2上栅结电容没了快速放电通道，只能通过R2放电，选合适的R2值，使输出下降沿在小于IOuS内逐步降下来，实现了软关断，达到了保护目的。本实用新型实施方案2 (光电隔离驱动型)电路如图3所示，分析如下I.正常工作(没过流信号)PWM脉冲上升沿经Dl ニ级管、Rl使Q2 (N沟道MOSFET)正向快速导通，通过光耦
U输出。PWM脉冲下降沿时，由于没过流信号，Ql正偏导通，Q2控制极电压经Rl Ql快速拉低，使Q2迅速截止，这样输出一个完整的脉冲。2.过流保护首先有PWM脉冲上升沿经Dl ニ级管、Rl使Q2 (N沟道M0SFET)正向导通，通过隔尚变压器T输出，同时Cll充满电。检测到有过流现象吋，过流信号输出高电平，封锁PWM输出，同时Q3导通，Ql截止。Cll电容电压没了快速放电通道，只能通过R1、R2放电，选合适的R1、R2、Cll值，使输出下降沿在小于IOuS内逐步降下来，实现了软关断，达到了保护目的。本实用新型实施方案3 (电磁隔离桥式驱动型)可用于半桥全桥硬开关电路，也可用于软开关电路，超前臂滞后臂各用ー套该电路。电路如图4所示，分析如下I.不工作(无输出)[0070]PWM (A) (B)两端均输出低电平，Q5 Q7截止，无过流信号Q3也截止，Q1A、Q1B、Q2A、Q2B均导通。脉冲变压器两端都为高电位，电位差为零，故没有输出。2.正常工作(没过流信号)PWM (A)端脉冲上升沿经DlA ニ级管、Rl使Q2A (P沟道M0SFET)反向快速截止，同时Q5 (N沟道M0SFET)正向导通。PWM (A)端脉冲下降沿时，由于没过流信号，QlA正偏导通，Q2A栅电压经Rl、Ql快速拉低，使Q2A迅速导通，这样输出一个完整的脉冲，通过隔离变压器T输出。[0032] PWM (B)端脉冲输出工作过程与PWM (A)端脉冲工作类似故不在叙述。3.过流保护首先有PWM (A)或(B)端(只会有一路)脉冲上升沿经DlA或DlB ニ级管、RlA或RlB使Q2A或Q2B (P沟道M0SFET)反向快速截止，同时Q2A或Q2B (N沟道M0SFET)正向导通。检测到有过流现象吋，过流信号输出高电平，封锁PWM输出，同时Q3导通，Q1A、Q1B均截止。Q2A或Q2B上栅结电容电压没了快速放电通道，只能通过R2A或R2B放电，选合适的R2A、R2B值，使输出下降沿在小于IOuS内逐步降下来，实现了软关断，达到了保护目的。本发明人成功地把本实用新型应用于电焊电源，在实验时，传统的电焊机(电磁隔离驱动)在严重的短路过流吋，虽能过流关断(硬关断)，大多数开关功率器件还是被击穿！而用本实用新型的电焊机在严重的短路过流时，均能有效地保护开关功率器件，实行“慢速关断”，效果极佳。综上所述，本实用新型能有效地过流隔离驱动保护，于传统的隔离驱动保护相比，具有很多优势，不失为ー种好的过流保护新方法。以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制，任何本领域的技术人员，在不脱离本实用新型技术方案范围情况下，利用上述掲示的方法内容对本实用新型技术方案做出许多可能的变动和修饰，均属于权利要求书保护的范围。參考文献I :(电カ电子器件极其应用)李序葆赵永健編著ISBN 7-111-05338-9。
权利要求1.ー种PWM控制电路的过流驱动保护装置，包括PWM控制电路、过流检测电路、驱动推动电路、功率器件，过流检测电路用于检查功率器件的电流，驱动推动电路驱动功率器件，其特征在于还包括驱动保护电路，驱动保护电路与PWM控制电路、过流检测电路、驱动推动电路相连接，当过流检测电路检测过流吋，过流电路封锁PWM控制电路的输出和驱动保护电路动作。
2.如权利要求I所述的PWM控制电路的过流驱动保护装置，其特征在于驱动保护电路包括 Dl, Ql, Q3，R2，R, 3，R4 器件， ニ极管Dl连接在三级管Ql两端； 三级管Q3的集电极与三级管Ql的基极连接，Q3的射极接地； R3接Ql的基极，R3的另一端接电源； R4接Q3的基板，R4的另一端接过流信号； R2接Ql的集电极，R2另一端接地； Ql的集电极接驱动电阻Rl，Ql的射极接PWM ； ニ极管Dl与晶体管Ql串接于Rl和PWM。
3.如权利要求I所述的PWM控制电路的过流驱动保护装置，其特征在于驱动保护电路包括 Dl，Ql, Q3，R2，R, 3，R4，Cll ； ニ极管Dl连接在三级管Ql两端； 三级管Ql的源级连接PWM，漏级连接Rl、R2，栅级连接三级管Q3的集电极； 三级管Q3基极接R4，射极接地；R4的另一端接过信号； R3接Q3集电极，R3的另一端接电源； R2接Ql的漏级，R2另一端接地； Cll接Ql漏级R2，Cll另一端接地。
4.如权利要求I所述的PWM控制电路的过流驱动保护装置，其特征在于驱动保护电路包括 D1A，DIB, QlA, QlB, Q3，R2A，R2B, R3，R4，R7，R8 ;ニ极管 DlA 连接在三级管 QlA 两端；Q1A的基极与R7相连接，R7的另一端与Q3的集电极相连接；Q1A的射极与PWM (A)相连，QlA的集电极与R2A、RlA相连，R2的另一端接地；ニ极管DlB连接在三级管QlB两端；QlB的基极与R8相连接，R8的另一端与Q3的集电极相连接；Q1B的射极与PWM (B)相连，QlB的集电极与RIB、R2B相连，R2B的另一端接地；R3与Q3的集电极相连，另一端接电源；R4与Q3的基极相连，另一端与过流信号相连。
专利摘要本实用新型涉及电力电子器件的驱动保护电路，特涉及一种PWM控制电路的过流驱动保护装置。本实用新型通过增加驱动保护电路，实现了过流保护的“软关断”，消除了过流保护后,再开机就炸管现象。本实用新型实用、可靠、低成本，使脉冲变压器过电流也能实行软关断。
文档编号H02H3/08GK202602259SQ201220204020
公开日2012年12月12日 申请日期2012年5月9日 优先权日2012年5月9日
发明者刘裕国 申请人:刘裕国