一种开关元件过流保护电路的制作方法
【专利摘要】本实用新型提出了一种开关元件过流保护电路，包括：依次电连接的开关元件、电流传感器、整流电路、第一比较器、第二比较器和PWM控制器，所述电流传感器输出的电流信号经所述整流电路后送至所述第一比较器的同相输入端，所述第一比较器的输出端连接至所述第二比较器的同相输入端，所述第二比较器的输出端连接至所述PWM控制器的输出控制端，所述整流电路与所述第一比较器之间连接有用于调整第一比较器过流动作阈值的电位器，所述第一比较器和所述第二比较器之间连接有充放电电路。本实用新型结构简单，节省了成本并且自身功耗低。
【专利说明】
一种开关元件过流保护电路
技术领域
[0001]本实用新型涉及电子技术领域，特别是指一种开关元件过流保护电路。
【背景技术】
[0002]在开关元件的使用中，对开关元件的保护最为关键，一方面是因为开关元件本身较为昂贵性，另一方面是由于开关元件损坏将带来严重影响与伤害。此外，开关元件在功率变换及交流调速中起到核心作用，并且其应用场合多变、使用环境恶劣，所以对开关元件进行可靠保护至关重要。
[0003]开关元件如IGBT，在使用中主要做两方面的保护工作，一方面是变频器过载时IGBT的快速限流保护；另一方面是在发生意外极限情况下的保护，比如变频器输出相间短路，以及输出对地短路，又叫短路保护。目前对于IGBT过流保护的方法均存在结构复杂以及易受干扰的问题。
【实用新型内容】
[0004]本实用新型提出一种开关元件过流保护电路，解决了现有技术中的保护电路其结构复杂、成本高以及易受干扰的问题。
[0005]本实用新型的技术方案是这样实现的:
[0006]—种开关元件过流保护电路，包括:依次电连接的开关元件、电流传感器、整流电路、第一比较器、第二比较器和PWM控制器，所述电流传感器输出的电流信号经所述整流电路后送至所述第一比较器的同相输入端，所述第一比较器的输出端连接至所述第二比较器的同相输入端，所述第二比较器的输出端连接至所述PWM控制器的输出控制端，所述整流电路与所述第一比较器之间连接有用于调整第一比较器过流动作阈值的电位器，所述第一比较器和所述第二比较器之间连接有充放电电路。
[0007]优选的，所述开关元件为IGBT模块。
[0008]优选的，所述开关元件用于控制变频器，包括:变频器和接触器，所述变频器的U，V，W三个端子通过接触器与电机相对应的三相电源相连，所述变频器的R、S、T三接线柱分别通过断路器连接三相电源，所述电机的三相端通过热继电器、接触器与三相电源连接，所述三相电源的Vl I端连接有电流传感器。
[0009]本实用新型电路结构简单，采用器件减少，因此节省了成本并且自身功耗低，可对防止在负载短路、过载或控制电路失效的等意外情况时损坏电路元件。
【附图说明】
[0010]为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0011]图1为本实用新型实施例一的一种开关元件过流保护电路的结构示意图；
[0012]图2为图1的电路原理图；
[0013]图3为图2的波形图；
[0014]图4为本实用新型实施例二的一种开关元件过流保护电路的电路原理图；
[0015]图中:
[0016]1、开关元件；2、电流传感器;3、整流电路;4、第一比较器;5、第二比较器;6、PWM控制器。
【具体实施方式】
[0017]下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
[0018]如图1和图2所示，本实用新型实施例一的一种开关元件过流保护电路，包括:依次电连接的开关元件1、电流传感器2、整流电路3、第一比较器4、第二比较器5和PffM控制器6，电流传感器2串接在开关元件I的集电极电路中，电流传感器2输出的电流信号经整流电路3后送至第一比较器4的同相输入端，第一比较器4的输出端连接至第二比较器5的同相输入端，第二比较器5的输出端连接至PffM控制器6的输出控制端。
[0019]如图2所示，在具体应用中，开关元件I为IGBT模块，为本实用新型利用电流传感器SC进行过流保护的IGBT模块的保护电路，电流传感器SC初级(I匝)串接在IGBT模块的集电极电路中，次级感应的电流信号经整流电路后送至第一比较器ICl的同相输入端，与反相端的基准电压进行比较，第一比较器ICl的输出送至具有正反馈的第二比较器IC2，其输出接至PffM控制器的输出控制端，所述PffM控制器采用U3988型号的控制器。
[0020]本实用新型不过流时，￥六<￥代1￥8 = 0.2￥，￥(:<￥代€，第二比较器102输出低电平，P丽控制器U3988正常工作。当出现过流时，电流传感器SC保护的整流电压升高，VA>Vref，VB为高电平，电容C3充电使VC>Vref，第二比较器IC2输出高电平(大于1.4V)，关闭P丽控制电路，实现高电平关机功能，因无驱动信号，IGBT模块关闭，而电源停止工作，电流传感器SC无电流流过，使VA<Vref，VB = 0.2V，电容C3经电阻Rl放电，当电容C3放电到使VC<Vref时，第二比较器IC2又输出低电平，电源重新进入工作状态，如果过流继续存在，保护电路又回复到原来的限流保护工作状态，反复循环使PWM控制电路的输出驱动波形处于间隔输出状态。
[0021]如图2和3所示，电位器RPl调整比较器过流动作阈值，进而可以对不同功率的设备输出进行过流限制值调整，电容C3经二极管D5快速充电，经电阻Rl慢速放电，只要合理地选择Rl，C3的参数，使PffM驱动信号关闭时间t2> >tl，可保证电源进入睡眠状态;正反馈电阻R7保证第二比较器IC2只有高、低电平两种状态，二极管D5，电阻Rl，电容C3构成充放电电路，保证第二比较器IC2输出不致在高、低电平之间频繁变化，S卩IGBT模块不会因为频繁开通、关断而损坏。
[0022]如图4所示，本实用新型实施例二的一种开关元件过流保护电路，本实施例中的开关元件为用于风机变频柜的开关元件，如图2所示，变频器BP的U，V，W三个端子通过接触器KM2与电机Ml相对应的U14，V14，W14三相相连，所述变频器BP的R、S、T三接线柱分别通过断路器QFl接入电源的三相A、B、C，其中，电机Ml相对应的U14，V14，W14三相端通过热继电器KH、接触器KMl接入电源的三相A、B、C，三相电源的Vl I和Wl I端连接有一个电压表，三相电源的Vl I端连接有电流传感器SA。
[0023]本实用新型电路结构简单，采用器件减少，因此节省了成本并且自身功耗低，可对防止在负载短路、过载或控制电路失效的等意外情况时损坏电路元件。
[0024]以上仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
【主权项】
1.一种开关元件过流保护电路，其特征在于，包括:依次电连接的开关元件、电流传感器、整流电路、第一比较器、第二比较器和PWM控制器，所述电流传感器输出的电流信号经所述整流电路后送至所述第一比较器的同相输入端，所述第一比较器的输出端连接至所述第二比较器的同相输入端，所述第二比较器的输出端连接至所述PWM控制器的输出控制端，所述整流电路与所述第一比较器之间连接有用于调整第一比较器过流动作阈值的电位器，所述第一比较器和所述第二比较器之间连接有充放电电路。2.如权利要求1所述的开关元件过流保护电路，其特征在于，所述开关元件为IGBT模块。
【文档编号】H02M1/32GK205566090SQ201521142311
【公开日】2016年9月7日
【申请日】2015年12月21日
【发明人】胡海琴, 赵家东
【申请人】沈阳久飞兴业电气科技有限公司