专利名称：一种igbt模块过温保护电路的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种过温保护电路，尤其是一种IGBT模块过温保护电路。
背景技术：
绝缘双极晶体管(InsulatedGate Bipolar Transistor，简称 IGBT)是目前应 用最广，使用效率最高的电力电子器件之一。过压、过流和过温保护是IGBT应用中最为关 键的技术。而在IGBT的应用过程中由于散热不力、温度保护不及时可靠，经常会发生由于 IGBT管芯温度过高而发生爆炸的情况。目前通常采用温度传感器来对IGBT模块进行过温保护，如通过在IGBT模块内部 封装负温度系数(Negative Temperature Coefficient，简称NTC)温度传感器来检测IGBT 模块的温度。由于NTC温度传感器封装在IGBT模块的内部基板上，因此能及时反映出接近 IGBT管芯的温度，给IGBT过温保护提供了较有效的途径。然而目前公知的设置在IGBT模块内部的NTC温度传感器与IGBT模块驱动电路共 用同一电源电路，IGBT本身的电流变化易对该电源电路产生干扰影响，导致NTC温度传感 器测试不准保护误动作。
实用新型内容本实用新型针对上述现有技术中用于对IGBT模块进行过温保护的温度传感器由 于与IGBT模块驱动电路共用同一电源电路，IGBT本身的电流变化易对该电源电路产生干 扰影响，导致温度传感器测试不准保护误动作的缺陷，提出了一种IGBT模块过温保护电路。本实用新型实施例提供的IGBT模块过温保护电路，其中所述过温保护电路包括 给IGBT模块的温度传感器供电的隔离供电电源。所述温度传感器设置在IGBT模块内部或外部。所述隔离供电电源为电压源或电流源。所述电压源为稳压源。所述电流源为恒流源。所述过温保护电路还包括比较电路，其输入端与IGBT模块的温度传感器连接。所述比较电路为回滞比较电路。所述过温保护电路还包括故障输出电路，其输入端与比较电路的输出端连接。所述故障输出电路包括故障输出模块和指示模块。所述故障输出模块为双节点输出，所述指示模块为LED指示。本实用新型实施例提供的IGBT模块过温保护电路，通过给IGBT模块的温度传感 器提供单独的隔离供电电源，实现了隔离供电，从而避免了现有技术中由于用于对IGBT模 块进行过温保护的温度传感器与IGBT模块驱动电路共用同一电源电路，IGBT本身的电流 变化易对该电源电路产生干扰影响，导致温度传感器测试不准保护误动作的缺陷；进一步地，隔离供电电源可以选用恒流源，能有效地抑制了 IGBT模块本身电流变化对IGBT模块过 温保护电路产生的干扰；更进一步地，IGBT模块过温保护电路还可以包括回滞比较电路， 能够方便根据要求改变温度保护和恢复阀值，并且由于两阀值间死区的存在提高了保护电 路的可靠性。
图1为本实用新型一种IGBT模块过温保护电路实施例一的结构示意图；图2为本实用新型一种IGBT模块过温保护电路实施例二的结构示意图；图3为本实用新型一种IGBT模块过温保护电路实施例三的结构示意图；图4为本实用新型一种IGBT模块过温保护电路实施例四的结构示意图；图5为本实用新型一种IGBT模块过温保护电路实施例五的电路图。
具体实施方式
为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，
以下结合附图对本实用新型 实施方式进行进一步的详细描述。图1为本实用新型一种IGBT模块过温保护电路实施例一的结构示意图。如图1 所示，该过温保护电路包括给IGBT模块的温度传感器B供电的隔离供电电源A。该实施例，通过给IGBT模块的温度传感器提供单独的隔离供电电源，实现了隔离 供电，从而避免了由于用于对IGBT模块进行过温保护的温度传感器与IGBT模块驱动电路 共用同一电源电路，IGBT本身的电流变化易对该电源电路产生干扰影响，导致温度传感器 测试不准保护误动作的缺陷。图2为本实用新型一种IGBT模块过温保护电路实施例二的结构示意图。该实施 例相对于实施例一，IGBT模块过温保护电路还包括比较电路，其输入端与IGBT模块的温 度传感器B连接。优选地，比较电路可以选择回滞比较电路C，回滞比较电路C的特性是当输入大于 上限阀值(UTH)电平时电路输出为高，当输入小于下限阀值(UTL)电平时输出才恢复低电 位。这样就可以根据实际需要保护的温度阀值和散热条件进行过温保护值和恢复值的调
iF. ο该实施例，通过在IGBT模块过温保护电路中进一步设置回滞比较电路，能够方便 根据实际散热条件要求改变温度保护和恢复阀值，并且由于两阀值间死区的存在提高了保 护电路的可靠性。图3为本实用新型一种IGBT模块过温保护电路实施例三的结构示意图。该实施 例相对于实施例二，IGBT模块过温保护电路还包括故障输出电路D，其输入端与回滞比较 电路C的输出端连接。故障输出电路可以包括用于进行故障输出的故障输出模块和用于状 态指示的指示模块。故障输出模块可以为继电器的双节点输出，指示模块可以为LED指示。该实施例中，当比较输出保护和恢复信号时，故障输出电路进行放大并给出相应 的继电器结点驱动输出和状态指示，可以用来驱动相应的执行机构采取相应措施。上述实施例一至三中的隔离供电电源可以为电流源或电压源。其中电压源可以为 稳压源，电流源可以为恒流源。[0031 ] 上述实施例一至三中的温度传感器可以设置在IGBT模块内部，如NTC温度传感器 封装在IGBT模块的内部基板上；温度传感器也可以设置在IGBT模块外部，如外置的相关温 度传感器。图4为本实用新型一种IGBT模块过温保护电路实施例四的结构示意图。该实施 例相对于实施例三，隔离供电电源为恒流源A1，过温保护电路是通过对封装在IGBT模块的 内部基板上的NTC温度传感器B1进行测量以进行过温保护。NTC温度传感器B1为是包含在IGBT模块内部的温度感测量器件，它是一个负温度 系数的热敏电阻，温度越高表现出阻值越小，由于NTC温度传感器封装在IGBT模块的内部 基板上，能及时反映出接近IGBT管芯的温度，因此对IGBT模块提供了有效的过温保护。选用恒流源A1作为隔离供电电源，能有效地抑制了 IGBT模块本身电流变化对 IGBT模块过温保护电路产生的干扰。图5为本实用新型一种IGBT模块过温保护电路实施例五的电路图。该实施例是一 种应用于开关磁阻电机控制器系统的IGBT模块的温度保护事例。过温保护电路是通过对 封装在IGBT模块的内部基板上的NTC温度传感器进行测量以进行过温保护。IGBT模块过 温保护电路按功能包括给封装在IGBT模块的内部基板上的NTC温度传感器供电的恒流源、 输入端与温度传感器连接的回滞比较电路，以及与回滞比较电路的输出端连接的故障输出 电路。恒流源在本实施例包括第一三极管VI，第一运放mA，第一稳压管VZ1，第一电阻 R1，第二电阻R2，第三电阻R3，第四电阻R4以及第一可变电阻器RP1，由以上部件构成输出 共地的恒流源电路。具体的连接关系为第一稳压管VZ1的负极与电源VCC连接，第二电阻 R2的一端接地，第二电阻R2的另一端与第一稳压管VZ1的正极连接于一点；第一运放N1A 的正输入端通过第一电阻R1接收该点的信号，第一运放mA的负输入端与第一三极管VI 的集电极连接，第一运放mA的输出端通过第四电阻R4与第一三极管VI的基极连接，第一 运放WA的供电端与电源VCC连接，第一运放WA的接地端接地；第一三极管VI的集电极 通过可变电阻器RP1和第三电阻R3与电源VCC连接，三极管VI的发射极与温度传感器连 接。该实施例中的恒流源电路可以通过调节RP1来改变输出的电流值，以满足不同具体温 度传感器的电流需求。NTC温度传感器的接地端NTC1接地，输入端NTC2与恒流源中的第一三极管VI的 集电极连接。NTC温度传感器采用恒流源供电减少了传输损耗，提高了抗干扰能力。回滞比较电路在本实施例中包括第二运放N2A，第二稳压管VZ2，第三稳压管 VZ3,第五电阻R5，第六电阻R6，第七电阻R7，第八电阻R8，第九电阻R9，第二可变电阻器 RP2以及第三可变电阻器RP2。具体的连接关系为第二运放N2A的正输入端通过第五电阻 R5与温度传感器连接，第二运放N2A的正输入端通过第九电阻R9和第三可变电阻器RP2与 第二运放N2A的输出端连接，第二运放N2A的负输入端通过第六电阻R6接收该点的信号， 第二运放N2A的输出端与第三稳压管VZ3的负极连接，第二运放N2A的接地端与第三稳压 管VZ3的正极连接，第二运放N2A的供电端与电源VCC连接，第二运放N2A的接地端接地； 第二稳压管的负极通过第七电阻R7与电源连接，第二稳压管VZ2的负极与第二可变电阻器 RP2的一端连接，第二稳压管VZ2的正极与第八电阻R8的一端连接，第二可变电阻器RP2的 另一端与第八电阻R8的另一端连接于一点，第二稳压管VZ2的正极接地。[0039]该实施例中的回滞比较电路是把从NTC温度传感器中采集的电压信号与设定值 进行比较，当输入信号小于给定值时输出一个低的保护信号经过后置的输出电路反向放大 输出；当输入信号大于恢复值时输出一个高的恢复信号。电路的保护阀值可以由第二可变 电阻器RP2来调整，恢复阀值由第三可变电阻器RP3来调整。回滞比较电路能够方便根据 要求改变温度保护和恢复阀值，并且由于两阀值间死区的存在提高了保护电路的可靠性。故障输出电路在本实施例中包括第二三极管V2，二极管V3，继电器JK1，第十电 阻R10以及发光二极管LD1。具体的连接关系为第二三极管V2的基极与回滞比较电路的 输出端连接，第二三极管V2的发射极与电源VCC连接，第二三极管V2的集电极通过第十电 阻R10与发光二极管LD1的正极连接，第二三极管V2的集电极与二极管V3的负极连接，发 光二极管LD1的负极与二极管V3的正极均接地，继电器JK1设置在二极管V3两端，继电器 JK1的供电端与电源VCC连接，继电器JK1的接地端接地。其中继电器JK1开关端分别与继 电器芯片CN的管脚CN1，管脚CN2，管脚CN3连接，继电器芯片CN的管脚4为预留管脚，继 电器芯片CN的管脚5为继电器JK1的供电端，继电器芯片CN的管脚5为继电器JK1的接 地端。继电器JK1有双结点输出，分别为常开和常闭两种输出结点。该实施例中的故障输出电路起输出保护的作用，当回滞比较电路输出为低时，第 二三极管V2导通继电器JK1吸合输出保护信号，同时发光二极管LD1点亮给出保护指示； 当回滞比较电路输出为高时，第二三极管V2截止继电器JK1释放输出恢复信号，同时发光 二极管LD 1熄灭。该故障输出电路设有起指示作用的发光二极管LD1，并且有方便外部执 行电路驳接的双结点输出。最后应说明的是以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制； 尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解 其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等 同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术 方案的精神和范围。
权利要求一种IGBT模块过温保护电路，其特征在于，所述过温保护电路包括给IGBT模块的温度传感器供电的隔离供电电源。
2.根据权利要求1所述的IGBT模块过温保护电路，其特征在于，所述温度传感器设置 在IGBT模块内部或外部。
3.根据权利要求1所述的IGBT模块过温保护电路，其特征在于，所述隔离供电电源为 电压源或电流源。
4.根据权利要求3所述的IGBT模块过温保护电路，其特征在于，所述电压源为稳压源。
5 根据权利要求3所述的IGBT模块过温保护电路，其特征在于，所述电流源为恒流源。
6.根据权利要求1-5所述的任一IGBT模块过温保护电路，其特征在于，所述过温保护 电路还包括比较电路，其输入端与IGBT模块的温度传感器连接。
7.根据权利要求6所述的IGBT模块过温保护电路，其特征在于，所述比较电路为回滞 比较电路。
8.根据权利要求6所述的IGBT模块过温保护电路，其特征在于，所述过温保护电路还 包括故障输出电路，其输入端与比较电路的输出端连接。
9.根据权利要求8所述的IGBT模块过温保护电路，其特征在于，所述故障输出电路包 括故障输出模块和指示模块。
10.根据权利要求9所述的IGBT模块过温保护电路，其特征在于，所述故障输出模块为 双节点输出，所述指示模块为LED指示。
专利摘要本实用新型涉及一种IGBT模块过温保护电路，其中所述过温保护电路包括给IGBT模块的温度传感器供电的隔离供电电源。通过给IGBT模块的温度传感器提供隔离的恒流供电电源，实现了隔离供电，从而避免了现有技术中由于用于对IGBT模块进行过温保护的温度传感器由于与IGBT模块驱动电路共用同一电源电路，IGBT本身的电流变化易对该电源电路产生干扰影响，导致温度传感器测试不准保护误动作的缺陷。
文档编号H02H7/20GK201629564SQ20102011118
公开日2010年11月10日 申请日期2010年2月10日 优先权日2010年2月10日
发明者刘文田 申请人:北京中纺锐力机电有限公司