桥式串联谐振感应加热电源新型互锁驱动保护电路的制作方法
【专利摘要】桥式串联谐振感应加热电源新型互锁驱动保护电路，与上桥臂IGBT1和下桥臂IGBT2连接，使上桥臂IGBT1和下桥臂IGBT2不能同时开通，结构简单，成本低，利用常见部件进行组实现特殊保护效果，同时，在微弱电流信号下也能进行感应保护，安装和使用更为方便，使用寿命长，保护效果好。
【专利说明】
【技术领域】
[0001] 本发明涉及互锁驱动保护电路，具体说的是适用于桥式串联谐振感应加热电源的 驱动保护电路设计。 桥式串联谐振感应加热电源新型互锁驱动保护电路
【背景技术】
[0002] 常见的桥式串联谐振作感应加热电源电路中互锁保护电路，其设计通过在桥式串 联谐振电路的上下桥臂分别加装电流信号传感器，再将两个电流传感器信号经过处理后变 为对应桥臂的锁定信号--也就是说从上桥臂电流传感器得来的信号经处理后变成下桥 臂的锁定信号，同时从下桥臂电流传感器得来的信号经处理后变成上桥臂的锁定信号-- 由此实现上、下桥臂的互锁，使得上、下桥臂不能同时导通出现短路故障，以此保护电路运 行安全。
[0003] 上述设计的保护电路，是以电流信号传感器传来的电流信号为保护依据，存在多 方面不足：一是结构复杂成本高；二是在谐振电路无电流信号或者电流信号微弱时不能起 到保护作用；三是IGBT模块上安装电流传感器造成安装维护麻烦，增大母线电感。
[0004] 本发明针对上述保护电路结构的不足，考虑到实际电路运行中出现的各种问题， 提出一种桥式串联谐振感应加热电源新型互锁驱动保护电路方案，经实验验证可以有效解 决上、下桥臂直通造成的短路故障。
【发明内容】
[0005] 为了克服现有技术的缺陷，提供一种桥式串联谐振感应加热电源新型互锁驱动保 护电路，不受电流信号大小影响，成本低，保护效果好。
[0006] 为实现上述技术目的，所采用的技术方案是：桥式串联谐振感应加热电源新型互 锁驱动保护电路，与上桥臂IGBT1和下桥臂IGBT2连接，使上桥臂IGBT1和下桥臂IGBT2不 能同时开通，上桥臂IGBT1驱动电源的正极，电源的正极连接三极管Q1的el极，Q1的bl极 依次接电阻R2、背向连接的稳压二极管DW1和快恢复二极管D1，快恢复二极管D1的正极接 到上桥臂IGBT1的c极，Q1的cl极依次通过电阻R3、保护光耦2以及放大电路2,连至下桥 臂IGBT2的g极，下桥臂IGBT2驱动电源的正极，电源的正极连接三极管Q2的e2极，Q2的 b2极依次接电阻R5、背向连接的稳压二极管DW2和快恢复二极管D2,快恢复二极管D2的正 极接到上桥臂IGBT2的c极，Q2的c2极依次通过电阻R6、保护光耦1以及放大电路1，连 至下桥臂IGBT1的g极，实现互锁。
[0007] 本发明的有益效果是：该新型互锁驱动保护电路，结构简单，成本低，利用常见部 件进行组实现特殊保护效果，同时，在微弱电流信号下也能进行感应保护，安装和使用更为 方便，使用寿命长，保护效果好。
【专利附图】
【附图说明】
[0008] 图1为本发明的半桥串联谐振主电路； 图2为本发明的全桥串联谐振主电路； 图3为本发明的互锁电路原理框图。
【具体实施方式】
[0009] 桥式串联谐振感应加热电源，包括半桥串联谐振感应加热电源主电路（附图1)和 全桥串联谐振感应加热电源主电路（附图2)两大类，半桥电路只有左边一组上、下桥臂开 关，而全桥电路有左右两组上、下桥臂开关。本发明的新型互锁保护电路，用于半桥电路一 组保护电路即可，用于全桥电路需相同结构的两组保护电路，所以本发明对于半桥和全桥 电路都适用。无论是用于半桥的一组保护电路，还是用于全桥的两组保护电路，它们的电路 结构是完全相同的，以下我们只论述半桥左边桥臂，其它同理。图1、图2中v为供电电源， IGBT1和IGBT2、IGBT3和IGBT4为压控型场效应管，C1、C2为电容，L为电感。 半桥串联谐振电磁感应加热电源主电路(如图1)，所有开关管IGBT在正常条件下开启 和关闭都是工作在零电压状态下，也就是说它们开启到关闭的整个时期，其开关管的压降 为零--也就是IGBT的c极和e极之间压降为零，其实是接近零。通过监测IGBT的ce极 电压，就可以知道IGBT是否开启。
[0010] 桥式串联谐振感应加热电源，每个IGBT驱动电路电源都是隔离电源供电，每个驱 动电源零电势点与IGBT的e极连通。
[0011] 以半桥串联谐振感应加热电源为例，上桥臂IGBT1驱动电源的正极，连接PNP型三 极管Q1的el极，再从Q1的bl极依次接电阻R2、稳压二极管DW1、快恢复二极管D1，最后接 至IJ IGBTl-c极(注意稳压二极管DW1和快恢复二极管D1背向连接，且快恢复二极管D1正极 接IGBT1的c极）；当IGBTl-c极低于设定电压时（电压设定通过选择稳压二极管DW1的稳 压值来实现)，也就是说当IGBT1开启时，电流从驱动电源正极流过PNP三极管Q1的el极、 bl极、电阻R2、稳压二极管DW1、快恢复二极管D1到IGBTl-c极；由于三极管的放大作用， 同时更大电流从驱动电源正极流过PNP三极管Q1的el极、cl极、电阻R3和保护光耦2,得 至IJ IGBT1开启信号；在保护光耦2的输出端得到光电隔离后的IGBT1的开通信号，同时也是 IGBT2的锁定信号，保证IGBT1开通时IGBT2不能开通；驱动光耦2输出驱动信号，驱动信 号和锁定信号经放大电路2放大后驱动IGBT2。
[0012] 下桥臂锁定电路与上桥臂是一样的，它们成对配合使用构成互锁保护电路，保证 上、下桥臂不能同时开通。
[0013] 实施例1 以半桥串联谐振感应加热电源为例，上桥臂IGBT1驱动电源的正极，连接PNP型三极管 Q1的el极，再从PNP型三极管的bl极依次接电阻R2、稳压二极管DW1、快恢复二极管D1， 最后接到IGBTl-c极(注意稳压二极管DW1和快恢复二极管D1背向连接，且快恢复二极管 D1正极接IGBTl-c极）；当IGBT1的ce极低于设定电压时（电压设定通过选择稳压二极管 DW1的稳压值来实现)，也就是说当IGBT 1开启时，电流从驱动电源正极流过PNP三极管的el 极、bl极、电阻R3、稳压二极管DW1、快恢复二极管D1到IGBTl-c极；由于三极管的放大作 用，同时更大电流从驱动电源正极流过PNP三极管Q1的el极、cl极、电阻R3和保护光耦 2,得到IGBT1开启信号；在保护光耦2的输出端得到光电隔离后的IGBT1的开通信号，同时 也是IGBT2的锁定信号，保证IGBT1开通时IGBT2不能开通；驱动光耦2输出驱动信号，驱 动信号和锁定信号经放大电路放大后驱动IGBT2。
[0014] 下桥臂IGBT2驱动电源的正极，连接PNP型三极管Q2的e2极，再从PNP型三极管 的b2极依次接电阻R5、稳压二极管DW2、快恢复二极管D2,最后接到IGBT2-C极(注意稳压 二极管DW2和快恢复二极管D2背向连接，且快恢复二极管D2正极接IGBT2-C极);当IGBT2 的ce极低于设定电压时（电压设定通过选择稳压二极管DW2的稳压值来实现)，也就是说 当IGBT2开启时，电流从驱动电源正极流过PNP三极管的e2极、b2极、电阻R5、稳压二极 管DW2、快恢复二极管D2到IGBT2-C极；由于三极管的放大作用，同时更大电流从驱动电源 正极流过PNP三极管Q2的e2极、c2极、电阻R6和保护光耦2,得到IGBT2开启信号；在保 护光耦2的输出端得到光电隔离后的IGBT2的开通信号，同时也是IGBT1的锁定信号，保证 IGBT2开通时IGBT1不能开通；驱动光耦1输出驱动信号，驱动信号和锁定信号经放大电路 1放大后驱动IGBT1。
[0015] 上下桥臂锁定电路是一样的，它们成对配合使用构成互锁保护电路，保证上、下桥 臂不能同时开通。
【权利要求】
1.桥式串联谐振感应加热电源新型互锁驱动保护电路，与上桥臂IGBT1和下桥臂 IGBT2连接，使上桥臂IGBT1和下桥臂IGBT2不能同时开通，其特征在于：上桥臂IGBT1驱 动电源的正极连接三极管Q1的el极，Q1的bl极依次接电阻R2、背向连接的稳压二极管 DW1和快恢复二极管D1，快恢复二极管D1的正极接到上桥臂IGBT1的c极，Q1的cl极依次 通过电阻R3、保护光耦2以及放大电路2,连至下桥臂IGBT2的g极，当IGBT1开通时锁定 IGBT2不能开通；下桥臂IGBT2驱动电源的正极接三极管Q2的e2极，Q2的b2极依次接电 阻R5、背向连接的稳压二极管DW2和快恢复二极管D2,快恢复二极管D2的正极接到上桥臂 IGBT2的c极，Q2的c2极依次通过电阻R6、保护光耦1以及放大电路1，连至下桥臂IGBT1 的g极，实现互锁。
【文档编号】H05B6/06GK104125667SQ201410197678
【公开日】2014年10月29日 申请日期:2014年5月12日 优先权日:2014年5月12日
【发明者】吴锐, 孙娟, 张旦闻, 马秀娣, 邓继锋, 韦英群 申请人:洛阳豪特现代测试技术有限公司