专利名称：电磁炉igbt的硬件保护电路的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及通过电磁场感应加热技术领域，尤其涉及电磁炉IGBT的硬件保护电路。
背景技术：
IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor),绝缘栅双极型晶体管,在大功率的逆变电路有广泛的应用，如电磁炉，大功率开关电源等。IGBT作为此类电路的关键器件，经常会因为一些异常情况导致流过的电流太大，造成IGBT损坏甚至炸毁，严重是还会引起火灾。所以对IGBT的保护，是关系电磁炉的安全性、稳定性和使用寿命的重大问题。目前，大多数IGBT过流保护方案是通过在IGBT的E脚与地之间串接一个大功率的小电阻，通过对该电阻的电压来判定和保护IGBT。但这种方案保护精度很容易受到所串接的小功率电阻阻值的影响，而且当电路板空间有限的时比较难实施。
发明内容针对现有技术存在的问题，本实用新型的目的在于提供一种结构紧凑，精度和稳定性高，保护不受处理器软件流程控制的IGBT硬件保护电路，利用IGBT导通电压随着电流增大而增大的特性实现过流检测，并通过处理器的刹车功能实现IGBT的过流保护。为达到以上目的，本实用新型采用如下技术方案。电磁炉IGBT的硬件保护电路，其特征在于，它包括:IGBT，连接在IGBT引脚C上的二极管，与二极管连接的稳压管，与稳压管连接的三极管，三极管的集电极连接光耦的一端，光耦的另一端连接CPU的刹车引脚。作为改进地，所述IGBT的引脚G通过至少一个电阻连接信号输入端；所述IGBT的引脚C连接二极管的阴极，二极管的阳极通过第五电阻连接信号输入端；所述IGBT引脚E直接连接地端。作为改进地，所述IGBT引脚G通过相互并联的第一电阻、第二电阻和第三电阻连接信号输入端；所述引脚G与第一电阻的节点通过第四电阻连接地端。作为改进地，所述稳压管的阴极与二极管的阳极连接，其阳极与三极管的基极连接；在稳压管与三级管间还设有充放电电路。进一步改进地，所述充放电电路包括:电容和电阻，所述电容一端连接在稳压管与三极管的连接节点上，电容的另一端连接地端；所述电阻与电容并联。作为改进地，所述三极管的发射极接地端，所述三极管的集电极连接在光耦中发光二极管的阴极，所述发光二极管的阳极通过第七电阻与信号输入端连接。作为改进地，所述光耦内具有光敏二极管，所述CPU的刹车引脚连接在光敏二极管的正极，光敏二极管的负极通过引脚接地；在光敏二极管的正极上还通过第八电阻连接外电源。与现有技术相比，本实用新型提供的电磁炉IGBT的硬件保护电路，具有以下有益效果。一、利用IGBT导通压降Vce随着电流增大而增大的特性实现过流检测，并通过处理器的刹车功能实现IGBT的过流保护，具有结构紧凑，精度和稳定性高，保护不受处理器的软件流程控制的特点。二、通过在IGBT的引脚C与信号输入端之间设置一个二极管，起钳位和反向保护作用，有效防止大电压串流到信号输入端。三、通过光耦实现热地对冷地的信号传递，解决强弱电信号的隔离传输。
图1所示为本实用新型提供的电磁炉IGBT的硬件保护电路的电路图。
具体实施方式
为进一步阐述本实用新型的实质，结合附图对本实用新型的具体实施方式
说明如下。电磁炉IGBT的硬件保护电路，包括:IGBT，连接在IGBT引脚C上的二极管Dl，与二极管Dl连接的稳压管D2，与稳压管D2连接的三极管Ql，三极管Ql的集电极连接光耦Ul的一端，光耦Ul的另一端连接CPU的刹车引脚BKIN2。其中，所述IGBT的引脚G通过至少一个电阻连接信号输入端DRI ;所述IGBT的引脚C连接二极管Dl的阴极，二极管Dl的阳极通过第五电阻R5连接信号输入端DRI ;所述IGBT引脚E直接连接地端HGND。优选地，所述IGBT引脚G通过相互并联的第一电阻R1、第二电阻R2和第三电阻R3连接信号输入端DRI ;所述引脚G与第一电阻Rl的节点通过第四电阻R4连接地端HGND。所述稳压管D2的阴极与二极管Dl的阳极连接，稳压管D2的阳极与三极管Ql的基极连接；在稳压管D2与三级管Ql间还设有充放电电路。优选地，所述充放电电路包括:一端连接在稳压管D2与三极管Ql的连接节点上的电容Cl，电容Cl的另一端连接地端HGND ；在电容Cl上并联一个第六电阻R6。所述三极管Ql的发射极接地端HGND，所述三极管Ql的集电极C连接在光耦Ul中发光二极管的阴极，光耦中发光二极管的阳极通过第七电阻R7与信号输入端DRI连接。所述光耦Ul内还具有光敏二极管，所述CPU的刹车引脚BKIN2连接在光敏二极管的正极，光敏二极管的负极通过引脚接地；在光敏二极管的正极上还通过第八电阻R8连接外电源VCC。当正常工作时，IGBT流过的电流在额定范围内，导通压降Vce比较小，稳定管D2阴极电压被二极管Dl钳位在其稳定范围内，稳压管D2没有电流通过，三极管Ql关闭，光耦Ul不导通，CPU的BKN2保持高电平。当出现异常导致IGBT流过的电流过大超过了额定范围时，IGBT导通压降Vce随之增大并超过所设定的阀值，进而，被二极管Dl钳位的稳压管D2阴极电压增大；当稳压管D2阴极的电压超过其稳压值时，稳压管D2反向导通，并对电容Cl充电，随着电容Cl电压升高，三极管Ql导通，光耦Ul随着导通，CPU的引脚BKN2被拉低，处理器检测到被拉低的刹车信号，关闭驱动信号DRI从而实现了过流保护。尤其是，当IGBT关断时，信号输入端DRI和光耦Ul的发光二极管阳极上都是低电平，即关闭了光耦Ul的反馈功能，这保证了 IGBT切换状态时不会引起错误信息传递到CPU，防止误判；达到保护IGBT的目的。以上具体实施方式
对本实用新型的实质进行了详细说明，但并不能以此来对本实用新型的保护范围进行限制。但凡依照本实用新型之实质所做的简单改进和修饰都落在本实用新型的权利要求保护范围之内。另外强调的是，本专利中所述第一、第二、第三……，仅是为了描述方便而做的相对定 义，不能以此来对这些元器件的具体连接位置进行限定。
权利要求1.电磁炉IGBT的硬件保护电路，其特征在于，它包括:IGBT，连接在IGBT引脚(C)上的二极管(D1)，与二极管(Dl)连接的稳压管(D2)，与稳压管(D2)连接的三极管(Q1)，三极管(Ql)的集电极连接光耦(Ul)的一端，光耦(Ul)的另一端连接CPU的刹车引脚(BKIN2)。
2.根据权利要求1所述的电磁炉IGBT的硬件保护电路，其特征在于，所述IGBT的引脚(G)通过至少一个电阻连接信号输入端(DRI);所述IGBT的引脚(C)连接二极管(Dl)的阴极，二极管(Dl)的阳极通过第五电阻(R5)连接信号输入端(DRI);所述IGBT引脚(E)直接连接地端(HGND)。
3.根据权利要求1所述的电磁炉IGBT的硬件保护电路，其特征在于，所述IGBT引脚(G)通过相互并联的第一电阻(R1)、第二电阻(R2)和第三电阻(R3)连接信号输入端(DRI);所述引脚(G)与第一电阻(Rl)的节点通过第四电阻(R4)连接地端(HGND)。
4.根据权利要求1所述的电磁炉IGBT的硬件保护电路，其特征在于，所述稳压管(D2)的阴极与二极管(Dl)的阳极连接，其阳极与三极管(Ql)的基极连接；在稳压管(D2)与三级管Ql间还设有充放电电路。
5.根据权利要求4所述的电磁炉IGBT的硬件保护电路，其特征在于，所述充放电电路包括:电容(Cl)和第六电阻(R6);所述电容(Cl)的一端连接在稳压管(D2)与三极管(Ql)的连接节点上，电容(Cl)的另一端连接地端(HGND);所述第六电阻(R6)与电容(Cl)并联。
6.根据权利要求1所述的电磁炉IGBT的硬件保护电路，其特征在于，所述三极管(Ql)的发射极接地端(HGND)，所述三极管(Ql)的集电极连接在光耦(Ul)中发光二极管的阴极，所述发光二极管的阳极通过第七电阻(R7)与信号输入端(DRI)连接。
7.根据权利要求1所述的电磁炉IGBT的硬件保护电路，其特征在于，所述光耦(Ul)内具有光敏二极管，所述CPU的刹车引脚(BKIN2)连接在光敏二极管的正极，光敏二极管的负极通过引脚接地；在光敏二极管的正极上还通过第八电阻(R8)连接外电源(VCC)。
专利摘要本实用新型涉及通过电磁场感应加热技术领域，公开一种电磁炉IGBT的硬件保护电路，它包括IGBT，连接在IGBT引脚(C)上的二极管(D1)，与二极管(D1)连接的稳压管(D2)，与稳压管(D2)连接的三极管(Q1)，三极管(Q1)的集电极连接光耦(U1)的一端，光耦(U1)的另一端连接CPU的刹车引脚(BKIN2)。通过IGBT硬件保护电路来实现对IGBT加热异常，超负荷工作的一种硬件保护机制。其采用电路通知CPU异常情况来实现关闭或者处理相关的加热操作解决热地对冷地信号传递的问题，并且采用光耦连接CPU，使得在IGBT不导通时关断检测，防止CPU的误判等。
文档编号H02H7/20GK203056559SQ20122074304
公开日2013年7月10日 申请日期2012年12月31日 优先权日2012年12月31日
发明者游进, 林彬泉, 蒙振天 申请人:湛江鸿智电器有限公司