专利名称：一种用于eps电源的igbt过流保护系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及EPS电源的IGBT保护技术领域，特别是指一种用于EPS电源的IGBT过流保护系统。
背景技术：
EPS电源(应急电源)广泛适用于市电中断时各类特别重要负荷的交流应急供电，如各类重要计算机系统的供电；各类建筑的工作供电和消防供电；医院安全供电；交通系统高速公路、隧道、地铁、轻轨、民用机场的供电；电力系统的供电；各类不能断电的生产、实验设备的供电。其主要包括输入输出单元、充电模块、电池组、逆变器、监控器、输出切换装置等部分，其中逆变器单元的主要元件是IGBT (绝缘栅双极型晶体管)。由于IGBT是逆变器的重要元件，流经IGBT的电路波动较大，如果该电流过大则有可能会损毁IGBT设置影响整个EPS电源的安全，而且IGBT的成本比较高，因此一般需要特别的过流保护系统来对IGBT进行过流保护。现有的过流保护系统一般包括电流检测电路、限流保护电路和驱动封锁电路，通过电流检测电路检测IGBT的电流，然后由限流保护电路判断该电流是否过大超限，如果超限则输出有效的封锁信号使驱动封锁电路封锁IGBT的驱动信号，关断IGBT以保护IGBT。但是该系统在IGBT关断后，IGBT则没有电流通过，系统无法检测到故障，对IGBT的驱动信号解除封锁使IGBT导通。由于过流故障的原因多种多样，此时过流故障有可能因前一步的保护动作而消除，也可能还存在，如果过流故障依然存在，IGBT将在导通后将再次被关断，如此反复，IGBT将不断地重复断开、导通的动作，无法有效地起到对IGBT进行过流保护的作用。
发明内容本实用新型的目的在于避免上述现有技术中的不足之处而提供一种能够有效地对IGBT进行过流保护的用于EPS电源的IGBT过流保护系统。本实用新型的目的通过以下技术方案实现:提供了一种用于EPS电源的IGBT过流保护系统，包括电流检测电路、限流保护电路和驱动封锁电路，所述电流检测电路对待保护IGBT电路进行实时电流采样并输出采样信号IV0LT，所述限流保护电路获取采样信号IVOLT并实时输出有效或者无效的一级限流信号FAULT，还包括计数器，所述计数器获取一级限流信号FAULT并对有效的一级限流信号FAULT进行计数，当额定时间内计数值达到预设值时输出长时有效的二级限流信号BLOCK至驱动封锁电路，所述驱动封锁电路在二级限流信号BLOCK或一级限流信号FAULT有效时封锁IGBT的驱动信号PWM。其中，所述限流保护电路包括全波整流电路和比较电路，所述全波整流电路主要由运算放大器Ql和运算放大器Q2构成，所述比较电路包括比较器U1。其中，所述驱动封锁电路包括比较器U2和逻辑与门U3，所述比较器U2的一个输入端同时耦合一级限流信号FAULT和二级限流信号BLOCK，所述比较器的输出端耦合逻辑与门的一个输入端，所述逻辑与门的另一个输入端耦合IGBT的驱动信号PWM。其中，还包括信号调理电路，所述计数器经信号调理电路从限流保护电路获取一级限流信号FAULT。其中，所述信号调理电路包括由二极管D3和二极管D4构成的钳位电路。本实用新型的有益效果:当IGBT存在过流故障时，电流检测电路检测到超限的采样信号IV0LT，限流保护电路获取该采样信号IV0LT，经判断后输出一个有效的一级限流信号FAULT，该一级信号使驱动封锁电路封锁IGBT的驱动信号PWM，关断IGBT，对IGBT进行实时限流保护，同时计数器对一级限流信号FAULT进行计数；随后IGBT无电流通过，一级限流信号FAULT信号无效，IGBT重新导通，此时如果过流故障没消除，限流保护电路将再次输出有效的一级限流信号FAULT使IGBT关断，计数器再次计数，当计数器计数得知一定时间内连续多次产生一级限流信号FAULT，则可判断此时IGBT处于反复关断、导通状态，此时依靠一级限流信号FAULT无法有效解除过流故障，即输出长时有效的二级限流信号BLOCK，使驱动封锁电路彻底的封锁IGBT的驱动信号PWM，关断IGBT直至其他保护动作或操作人员有效消除了过流故障。
图1是本实用新型一种用于EPS电源的IGBT过流保护系统的电路框图。图2是本实用新型一种用于EPS电源的IGBT过流保护系统的限流保护电路的电路不意图。图3是本实用新型一种用于EPS电源的IGBT过流保护系统的驱动封锁电路的电路不意图。图4是本实用新型一种用于EPS电源的IGBT过流保护系统的信号调理电路的电路不意图。
具体实施方式
结合以下实施例对本实用新型作进一步描述。本实用新型一种用于EPS电源的IGBT过流保护系统的具体实施方式
，如图1所示，包括:电流检测电路1、限流保护电路2和驱动封锁电路3，所述电流检测电路I对待保护IGBT电路进行实时采样并输出采样信号IV0LT，所述限流保护电路2获取采样信号IVOLT并实时输出有效或者无效的一级限流信号FAULT，还包括计数器4，所述计数器4获取一级限流信号FAULT并对有效的一级限流信号FAULT进行计数，当当额定时间内计数值达到预设值时输出长时有效的二级限流信号BLOCK至驱动封锁电路3，所述驱动封锁电路3在二级限流信号BLOCK或一级限流信号FAULT有效时封锁IGBT的驱动信号PWM。当IGBT存在过流故障时，电流检测电路I检测到超限的采样信号IV0LT，限流保护电路2获取该采样信号IVOLT经判断后输出一个有效的一级限流信号FAULT，该一级信号使驱动封锁电路3封锁IGBT的驱动信号PWM，关断IGBTjf IGBT进行实时的限流保护，同时计数器4对一级限流信号FAULT进行计数；随后IGBT无电流通过，一级限流信号FAULT信号无效，IGBT重新导通，此时如果过流故障没消除，限流保护电路2将再次输出有效的一级限流信号FAULT使IGBT关断，计数器4再次计数，当计数器4计数得知额定时间内连续多次产生一级限流信号FAULT，则可判断此时IGBT处于反复关断、导通状态，此时依靠一级限流信号FAULT无法有效解除过流故障，即输出长时有效的二级限流信号BLOCK，使驱动封锁电路3彻底地封锁IGBT的驱动信号PWM，关断IGBT直至其他保护动作或操作人员有效消除了过流故障。从而实现对IGBT的有效的过流保护。如图2所示，所述限流保护电路2包括全波整流电路21和比较电路22，所述全波整流电路21主要由运算放大器Ql和运算放大器Q2构成，所述比较电路22包括比较器Ul。采样信号IVOLT输入到限流保护电路2后，全波整流电路21将采样信号IVOLT由交流电压信号转化为脉动的直流信号，然后在比较电路22中通过比较器Ul将采样信号IVOLT与限流基准值REF比较，如果采样信号IVOLT大于限流基准值REF则输出有效的一级限流信号FAULT (本实施例中有效的一级限流信号FAULT为高电平)。如图3所示，所述驱动封锁电路3包括比较器U2和逻辑与门U3，所述比较器U2的反相输入端同时耦合一级限流信号FAULT和二级限流信号BLOCK，所述比较器的输出端耦合逻辑与门的一个输入端，所述逻辑与门的另一个输入端耦合IGBT的驱动信号PWM。当一级限流信号FAULT和二级限流信号BLOCK中的一个有效(高电平)时，比较器U2输出低电平至逻辑与门U3，此时不论IGBT的驱动信号PWM是否有效，逻辑与门U3输出均为低电平，实现关断IGBT。如图1所示，本系统还包括信号调理电路5，所述计数器4经信号调理电路5从限流保护电路2获取一级限流信号FAULT。如图4所示，所述信号调理电路5包括由二极管D3和二极管D4构成的钳位电路。由于一级限流信号FAULT的电平较高，可能不在计数器4输入的允许范围内，因此采用信号调理电路5，保证一级限流信号FAULT的电平在计数器4输入的允许范围内。最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对本实用新型保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型作了详细地说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的实质和范围。
权利要求1.一种用于EPS电源的IGBT过流保护系统，包括电流检测电路、限流保护电路和驱动封锁电路，所述电流检测电路对待保护IGBT电路进行实时电流采样并输出采样信号IVOLT，所述限流保护电路获取采样信号IVOLT并实时输出有效或者无效的一级限流信号FAULT，其特征在于:还包括计数器，所述计数器获取一级限流信号FAULT并对有效的一级限流信号FAULT进行计数，当额定时间内计数值达到预设值时输出长时有效的二级限流信号BLOCK至驱动封锁电路，所述驱动封锁电路在二级限流信号BLOCK或一级限流信号FAULT有效时封锁IGBT的驱动信号PWM。
2.根据权利要求1所述的一种用于EPS电源的IGBT过流保护系统，其特征在于:所述限流保护电路包括全波整流电路和比较电路，所述全波整流电路主要由运算放大器Ql和运算放大器Q2构成，所述比较电路包括比较器Ul。
3.根据权利要求1所述的一种用于EPS电源的IGBT过流保护系统，其特征在于:所述驱动封锁电路包括比较器U2和逻辑与门U3，所述比较器U2的一个输入端同时耦合一级限流信号FAULT和二级限流信号BLOCK，所述比较器的输出端耦合逻辑与门的一个输入端，所述逻辑与门的另一个输入端耦合IGBT的驱动信号PWM。
4.根据权利要求1所述的一种用于EPS电源的IGBT过流保护系统，其特征在于:还包括信号调理电路，所述计数器经信号调理电路从限流保护电路获取一级限流信号FAULT。
5.根据权利要求4所述的一种用于EPS电源的IGBT过流保护系统，其特征在于:所述信号调理电路包括由二极管D3和二极管D4构成的钳位电路。
专利摘要本实用新型涉及EPS电源的IGBT保护技术领域，特别是指一种用于EPS电源的IGBT过流保护系统，包括电流检测电路、限流保护电路和驱动封锁电路，所述电流检测电路的对待保护IGBT电路进行实时采样并输出采样信号IVOLT，所述限流保护电路获取采样信号IVOLT并实时输出有效或者无效的一级限流信号FAULT，还包括计数器，所述计数器对有效的一级限流信号FAULT进行计数，当额定时间内计数值达到预设值时输出长时有效的二级限流信号BLOCK至驱动封锁电路，所述驱动封锁电路在二级限流信号BLOCK或一级限流信号FAULT有效时封锁IGBT的驱动信号PWM，实现有效地对IGBT进行过流保护。
文档编号H02H7/12GK202930917SQ201220626550
公开日2013年5月8日 申请日期2012年11月23日 优先权日2012年11月23日
发明者张士兵, 邵攀峰, 王长华 申请人:广东易事特电源股份有限公司