[發(fā)明專利]變頻器IGBT門極電壓保護電路

無效

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• 申請日: 2012-11-26
• 公開（公告）號: CN103023295A
• 公開（公告）日: 2013-04-03
• 發(fā)明（設計）人: 張強
• 申請（專利權）人: 深圳市匯川技術股份有限公司;蘇州匯川技術有限公司;蘇州默納克控制技術有限公司
• 主分類號: H02M1/32
• 分類號: H02M1/32
• 代理公司: 深圳市順天達專利商標代理有限公司 44217
• 代理人: 陸軍

技術領域

本發(fā)明涉及變頻器領域，更具體地說，涉及一種變頻器IGBT門極電壓保護電路。

背景技術

變頻器是電力電子技術和微電子技術應用的相結合的工控產品，它通過改變輸出電壓和頻率實現交流電機的調速，在工業(yè)和國民經濟中扮演了節(jié)能和自動控制的角色。

變頻器通過電力電子逆變元件IGBT實現功率控制。如圖1所示，是現有IGBT驅動電路的示意圖，其通過驅動芯片U2將控制信號PW-1放大并輸入到IGBT的驅動門極，并通過電阻R6和電容C2實現對地鉗位。上述IGBT驅動門極正常情況下為±15V，極限情況不得超過±20V，否則會損壞門極驅動，造成不可逆轉的損壞。

然而在變頻器運行過程中，在極限狀況下（例如短路、過流等），IGBT可能會因過高的電流變化率（di/dt）（例如IGBT關斷時），在門極產生過高電壓尖峰，損壞IGBT的門極，造成不可逆轉的損壞。

發(fā)明內容

本發(fā)明要解決的技術問題在于，針對上述IGBT在過高電流變化率下門極可能因過高電壓尖峰而損壞的問題，提供一種變頻器IGBT門極電壓保護電路。

本發(fā)明解決上述技術問題的技術方案是，提供一種變頻器IGBT門極電壓保護電路，包括IGBT門極接線端子，該電路還包括正極連接到電源電壓、負極連接到所述IGBT門極接線端子的第一二極管，所述電源電壓介于IGBT門極的正常工作電壓與極限電壓之間。

在本發(fā)明所述的變頻器IGBT門極電壓保護電路中，所述電路還包括用于對地鉗位的第三電阻和第一電容，其中第三電阻和第一電容并聯(lián)連接且兩端分別連接到IGBT門極接線端子和IGBT的發(fā)射極。

在本發(fā)明所述的變頻器IGBT門極電壓保護電路中，所述電路還包括驅動芯片，該驅動芯片的輸入端連接控制信號輸入，輸出端經由限流電阻連接到IGBT門極接線端子。

在本發(fā)明所述的變頻器IGBT門極電壓保護電路中，所述電路還包括第二二極管和第一電阻，所述IGBT門極接線端子經由第二二極管和第一電阻連接到驅動芯片的輸出端。

本發(fā)明的變頻器IGBT門極電壓保護電路，通過反抽二極管并利用穩(wěn)定的電源電壓來鉗位IGBT門極電壓，有效地對IGBT關斷時可能產生的尖峰電壓進行吸收，避免損壞IGBT。

附圖說明

圖1是現有IGBT驅動電路的示意圖。

圖2是本發(fā)明變頻器IGBT門極電壓保護電路實施例的電路示意圖。

具體實施方式

為了使本發(fā)明的目的、技術方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本發(fā)明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。

如圖2所示，是本發(fā)明變頻器IGBT門極電壓保護電路實施例的電路示意圖。本實施例中的IGBT門極電壓保護電路包括IGBT門極接線端子GW以及第一二極管D1，其中第一二極管D1的正極連接到電源電壓VCC、負極連接到IGBT門極接線端子。

上述電源電壓VCC為恒定電壓，其值介于IGBT門極的正常工作電壓與極限電壓之間（該值可在上述范圍內根據不同的控制要求調整）。例如當IGBT的正常工作電壓為±15V，極限情況下不能超過±20V，則電源電壓VCC可采用+17V。

上述IGBT門極電壓保護電路通過反抽二極管，巧妙地利用了穩(wěn)定的電源電壓來鉗位IGBT門極電壓，從而有效地對IGBT關掉時可能產生的尖峰電壓進行吸收，保護IGBT的門極。

上述變頻器IGBT門極電壓保護電路還可包括第三電阻R3和第一電容C1，該第三電阻R3和第一電容C1并聯(lián)連接且兩端分別連接到IGBT門極接線端子GW和IGBT的發(fā)射極IW1之間，實現IGBT的對地鉗位的。

上述變頻器IGBT門極電壓保護電路通過驅動芯片U1實現IGBT驅動，該驅動芯片U1的輸入端連接控制信號輸入PW-1，輸出端經由限流電阻R2連接到IGBT門極接線端子GW。該驅動芯片U1將輸入的驅動信號放大后輸出。

上述驅動芯片U1可由電源電源VCC（或通過連接到電源電壓VCC的直流變壓電路）供電。

當然，在實際應用中，上述驅動芯片U1及限流電阻R2也可由任何現有的IGBT驅動電路代替。

此外，上述電路中還可包括第二二極管D3和第一電阻R1，IGBT門極接線端子GW經由上述第二二極管D3和第一電阻R1連接到驅動芯片U1的輸出端。

以上所述，僅為本發(fā)明較佳的具體實施方式，但本發(fā)明的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本技術領域的技術人員在本發(fā)明揭露的技術范圍內，可輕易想到的變化或替換，都應涵蓋在本發(fā)明的保護范圍之內。因此，本發(fā)明的保護范圍應該以權利要求的保護范圍為準。