一种浪涌保护方法及电路、igbt电路和加热器的制造方法_4

文档序号:9550648阅读:来源:国知局
模块1044,用于基于对所述IGBT另一侧的CE极电压的检测结果,在浪涌能量被完全释放时,解除对所述IGBT的浪涌保护。该检测结果处理模块1044的具体功能及处理参见步骤S320。通过检测所述IGBT远离电源侧的CE极电压,判断在浪涌能量释放彻底时,第一时间解除对所述IGBT的浪涌保护,可以提高所述IGBT使用的可靠性和有效性,有利于提升用户体验和使用效果。
[0098]参加图4,检测结果处理模块1044,包括:继续保护子模块10442 (例如:第一检测结果处理模块)和中断保护子模块10444(例如:第二检测结果处理模块)。
[0099]其中,继续保护子模块10442,用于浪涌发生和/或浪涌能量未被完全释放、和/或所述IGBT另一侧的CE极电压未下降至预设的安全状态时,通过所述IGBT的控制器,维持所述IGBT的关断状态。通过在浪涌能量释放情况的检测过程中对所述IGBT的双重浪涌保护,可以进一步提高浪涌保护的可靠性和有效性,减少误动作率。
[0100]在一个例子中,通过所述IGBT的控制器,维持所述IGBT的关断状态,包括:将至少一个第二比较器U2B和/或至少一个控制器连接于所述IGBT ;所述IGBT另一侧的CE极电压作为所述第二比较器U2B的正相输入端电压,所述第二比较器U2B的反相输入端电压为预设的另一基准电压;所述第二比较器U2B的正相输入端电压高于第二比较器U2B的反相输入端电压,所述第二比较器U2B输出高电平信号到所述控制器的I/O 口或中断口,所述控制器关断IGBT的驱动信号。通过控制器关断的方式,在浪涌能量未释放彻底、和/或所述IGBT另一侧的CE极电压未下降至预设的安全状态时,进一步维持所述IGBT的关断状态,可以提高浪涌保护的可靠性和安全性,提升所述IGBT工作的安全性,使用户可以放心地使用。
[0101]其中,第二比较器U2B反相输入端预设的基准电压,可以通过电阻(例如:分压电阻R16、分压电阻R5和预设的第四基准直流电源)分压输入,具体参数根据实际需要的浪涌解除电压阀值来设置。其中,该第四基准直流电源可以是5V直流电源。
[0102]例如:在分压电阻R5的两端还可以并联电容C5,以滤除第二比较器U2B的反相输入端电压中的谐波信号。
[0103]例如:在第二比较器U2B的输出端,还可以依次连接电阻U11和第五直流基准电源(例如:+5V直流电源),以进行限流,从而可以在第二比较器U2B的输出电压信号较大时保护控制器的中断检测口。
[0104]中断保护子模块10444,用于涌能量被完全释放、且所述IGBT另一侧的CE极电压下降至预设的安全状态时,通过所述IGBT的控制器,重新开通所述IGBT。通过控制器控制的方式,在浪涌能量释放彻底、且所述IGBT另一侧的CE极电压下降至预设的安全状态时,重新使所述IGBT处于有效地工作状态,控制方式简单,可靠性和安全性均有保证,更重要的是可以避免因误保护而影响所述IGBT的工作效果。
[0105]在一个例子中,通过所述IGBT的控制器,重新开通所述IGBT,包括:所述IGBT的CE极电压恢复至预设的安全状态时,所述第二比较器U2B的正相输入端电压低于第二比较器U2B的反相输入端电压,所述第二比较器U2B输出低电平信号到所述控制器的I/O 口或中断口,所述控制器重新开通所述IGBT的驱动信号。
[0106]由此,通过浪涌保护单元102和保护解除单元104,可以实现浪涌发生(例如:刚出现)时的瞬间保护、以及实现浪涌能量完全释放、且所述IGBT另一侧的CE极电压下降至预设的安全状态之后IGBT才能再次开通,从而可以提高浪涌保护的安全性和有效性,进而提升浪涌发生的瞬时IGBT使用的可靠性和用户体验。
[0107]由于本实施例的电路所实现的处理及功能基本相应于前述图1所示的方法的实施例、原理和实例,故本实施例的描述中未详尽之处,可以参见前述实施例中的相关说明,在此不做赘述。
[0108]经大量的试验验证,采用本发明的技术方案,通过实现浪涌发生的瞬时浪涌能量完全释放,IGBT的CE极电压(例如:CE极电压)恢复至安全状态IGBT才能再次开通;不仅提高了浪涌发生的瞬时IGBT使用的可靠性,而且提高了加热器(例如:IH电饭煲煮饭、电磁炉等)的加热效果,同时避免了电网干扰信号使浪涌保护电路误保护而造成经常停机工作的情况。
[0109]根据本发明的实施例,还提供了对应于浪涌保护方法和/或浪涌保护电路的一种IGBT电路。参见图5所示本发明的电路的一实施例的结构示意图。该电路至少包括:IGBT,以及,前述浪涌保护电路。
[0110]其中,IGBT (例如:IGBT 212),依次连接至所述IGBT的C极的电源202的正极和电磁单元204,连接至所述IGBT的B极的至少一个IGBT驱动电路或控制器(例如:MCU 208),以及,以上所述的浪涌保护单元102 (例如:浪涌保护检测电路210),和/或,以上所述的保护解除单元104 (例如:浪涌保护解除检测电路206)。
[0111]其中,浪涌保护检测电路210的输入端与电源202连接,输出端分别与控制器(例如:MCU 208)和IGBT(例如:IGBT 212)的B极连接,以实时检测待保护IGBT的CE极电压(例如:CE极电压),并在浪涌出现时对IGBT (例如:IGBT 212)进行浪涌保护;浪涌保护解除检测电路206的输入端与电磁单元204连接,输出端与控制器(例如:MCU 208)连接,以实时检测IGBT(例如:IGBT 212)的CE极电压,在浪涌能量被完全释放时解除对IGBT(例如:IGBT 212)的浪涌保护;IGBT(例如:IGBT 212)的E极接地,电源202的负极接地。
[0112]其中,IGBT的数量可以为多个,以满足更多的控制需求。
[0113]其中,浪涌保护电路的数量可以为多个,以更可靠地对IGBT进行保护。
[0114]其中,在电磁单元204与浪涌保护解除检测电路206之间,还可以连接电阻R1,以在浪涌发生的瞬时对IGBT的CE极电压进行分压,更好地保护电磁单元204和/或浪涌保护解除检测电路206。
[0115]其中,浪涌保护检测电路210的功能及处理参见浪涌保护单元102的相关说明,浪涌保护解除检测电路206的功能及处理参见保护解除单元104的相关说明,在此不再赘述。
[0116]例如:浪涌保护检测电路210实现浪涌刚出现时的瞬间保护。浪涌出现时,第一比较器U1B的正相输入端电压瞬间抬高,第一比较器U1B的正相输入端电压高于第一比较器U1B的反向输入端电压,第一比较器U1B输出高电平。此时开关器件(例如:三极管T1)处于导通状态,IGBT驱动信号(例如:IGBT驱动信号P1)被拉低到地,IGBT关断。第一比较器U1B输出的高电平同时输入到控制器(例如:MCU)的中断检测口(例如:浪涌保护输入SI),MCU关断IGBT驱动信号。
[0117]例如:浪涌保护解除检测电路206实现浪涌能量完全释放、且所述IGBT另一侧的CE极电压下降至预设的安全状态之后IGBT才能再次开通,不仅提高了浪涌发生的瞬时IGBT使用的可靠性,而且提高了加热器(例如:IH电饭煲煮饭、电磁炉加热效果等)(目前一般处理方式保护时间固定1S左右,此时间有可能太长)。浪涌发生以及浪涌能量未完全释放时,第二比较器U2B的正相输入端的电压较高,第二比较器U2B的正相输入端电压高于第二比较器U2B的反相输入端电压,第二比较器U2B输出高电平,同时输入到控制器(例如:MCU)的普通I/O 口(例如:浪涌解除输入S2)或中断口,MCU关断IGBT的驱动信号;直到涌能量完全释放,CE极电压恢复至安全状态,此时第二比较器U2B正相端电压低于反相输入端,第二比较器U2B输出低电平,MCU才再次开通IGBT。
[0118]由此,通过浪涌保护检测电路210和浪涌保护解除检测电路206,解决了常用保护方式由于保护时间过短而未能有效保护IGBT ;或保护时间过长影响煮饭,加热效果等,也避免了干扰信号使浪涌保护电路误保护而造成经常停机工作的情况。
[0119]在一个实施方式中,电磁单元204,包括:连接在电源202的正极与负极之间的滤波电容C1,依次连接在电源202的正极与IGBT (例如:IGBT 212)的C极之间的线圈盘L1,以及连接在IGBT(例如:IGBT 212)的C极与浪涌保护解除检测电路206之间的分流电阻R1
[0120]例如:参见图6,在线圈盘L1的两端,还可以分别连接第一接线柱0UT1 (如:四脚柱)和第二接线柱0UT2(如:四脚柱)。通过第一接线柱0UT1和第二接线柱0UT2,用于连接电磁线圈(例如:线圈盘L1),可以加固和保护线圈盘L1。
[0121]由于本实施例的电路所实现的处理及功能基本相应于前述图1所示的方法和/或图2至图4的电路的实施例、原理和实例,故本实施例的描述中未详尽之处,可以参见前述实施例中的相关说明,在此不做赘述。
[0122]经大量的试验验证,采用本发明的技术方案,通过浪涌保护检测电路210和浪涌保护解除检测电路206,可以实现发生浪涌时浪涌能量完全释放,CE极电压(例如:CE极电压)恢复至安全状态浪涌保护才得以解除。在浪涌能量未完全释放、和/或所述IGBT另一侧的CE极电压未下降至预设的安全状态时,控制器(例如:MCU)不会重新发出IGBT驱动信号(例如:IGBT驱动信号P1),避免IGBT因反压过高、电流过大等而烧毁。
[0123]根据本发明的实施例,还提供了对应于浪涌保护方法和/或浪涌保护电路和/或IGBT电路的一种加热器。该加热器至少包括以上所述的IGBT电路。
[0124]其中,该加热器中,IGBT电路采用以上所述的浪涌保护方法、和/或具有以上所述的浪涌保护电路,对自身进行浪涌保护。
[0125]由于本实施例的加热器所实现的处理及功能基本相应于前述图1所示的方法和/或图2至图4的电路和/或图5至图6所示的电路的实施例、原理和实例,故本实施例的描述中未详尽之处,可以参见前述实施例中的相关说明,在此不做赘述。
[0126]经大量的试验验证,采用本发明的技术方案,通过实时检测IGBT的CE极电压,可以在浪涌发生的瞬时给予及时、可靠的保护,在浪涌能量彻底释放时及时恢复IGBT的正常工作,一方面可以提高对IGBT的可靠保护,另一方面可以提高浪涌发生的瞬时IGBT使用的可靠性,使得加热器本身的加热效率大大提高,用户体验也有极大提升。
[0127]还需要说明的是,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、商品或者设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、商品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下,由语句“包括一个……”限定的要素,并不排除在包括所述要素的过程、方法、商品或者设备中还存在另外的相同要素。
[0128]本领域内的技术人员应明白,本发明的实施例可提供为方法、电路、或计算机程序产品。因此,本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且,本发明可采用在一
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