[實用新型]一種大功率IGBT溫度采集保護電路

有效

• 申請號: 201320444582.3
• 申請日: 2013-07-24
• 公開（公告）號: CN203326582U
• 公開（公告）日: 2013-12-04
• 發明（設計）人: 張青青;王慶玉;張高峰;黃秉青
• 申請（專利權）人: 國家電網公司;國網山東省電力公司電力科學研究院
• 主分類號: H02H7/20
• 分類號: H02H7/20;H02H5/04
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司 37221
• 代理人: 張勇

技術領域

本實用新型涉及電力電子保護領域，尤其涉及一種大功率IGBT溫度采集保護電路。

背景技術

自世界上第一只MOSFET及IGBT問世以來,電壓控制型電力電子器件特別是IGBT正經歷一個飛速發展的過程。IGBT單模塊器件的電壓越做越高，電流越做越大。同時,與之配套的驅動器件也得到了大力發展。隨著器件應用領域越來越廣，電源設備變換功率越來越大，對于IGBT溫度采集及保護方面已經有很多的方法，但由于高壓IGBT功率高頻工作時，產生的di/dt,dv/dt容易對采集電路產生干擾及損壞，因此需要采取抗干擾能力強的隔離方式采集溫度并能及時的保護。

IGBT作為一種大功率的復合器件，隨著IGBT功率增大，開關損耗以及導通損耗增大，使得IGBT的結溫升高，當IGBT結溫超過175度時，IGBT損壞，因此需要合理的設計散熱，當IGBT電流過大時散熱器件不能及時將熱量散出去，IGBT就會燒壞。

一種IGBT模塊過溫保護電路（專利號2010201111182.7），此模塊保護單獨加隔離電源，使得電路復雜且可靠性降低，提高成本，滯環比較電路未采用單相滯環保護電路，由于電阻的溫漂原因，保護的精度及可靠性不理想。

實用新型內容

本實用新型的目的就是為了解決上述問題，提供一種大功率IGBT溫度采集保護電路，它具有實時檢測IGBT溫度，且能及時采取保護措施，可以提高設備工作的可靠性的優點。

為了實現上述目的，本實用新型采用如下技術方案：

一種大功率IGBT溫度采集保護電路，包括

用于采集IGBT元件溫度的IGBT溫度采集電路；以及

接收所述IGBT溫度采集電路輸出的信號并進行處理的IGBT雙單向滯環溫度保護電路；

所述IGBT溫度采集電路包括

用于采集IGBT元件溫度的溫度采集元件，所述溫度采集元件將采集到的溫度數據傳輸給用于濾波抗干擾的濾波電路，所述濾波電路將處理后的數據傳輸給差分負反饋電路進行隔離輸出，輸出溫度電壓信號；

所述IGBT雙單向滯環溫度保護電路包括

彼此并聯的單向滯環低溫保護電路和高溫單向保護電路，所述單向滯環低溫保護電路和高溫單向保護電路分別通過各自的運算放大器接收來自所述IGBT溫度采集電路輸出的溫度電壓信號并進行保護處理。

所述溫度采集元件為負溫度系數熱敏電阻NTC1；

所述濾波電路包括濾波電感L1、濾波電感L2、電容C6、電阻R13；

所述差分負反饋電路包括電阻R15、電阻R16、電阻R18、電阻R19和TL084運算放大器U2A；所述負溫度系數熱敏電阻NTC1的兩端分別連接到濾波電感L1的第一端部和濾波電感L2的第一端部，所述電容C6分別連接到濾波電感L1的第二端部和濾波電感L2的第二端部，所述濾波電感L1的第二端部接地，所述濾波電感L2的第二端部通過電阻R13接-15V電源，所述濾波電感L1的第二端部還通過電阻R18連接到TL084運算放大器U2A的同相輸入端，所述濾波電感L2的第二端部還通過電阻R16連接到TL084運算放大器U2A的反相輸入端，所述TL084運算放大器U2A的同相輸入端還通過電阻R15接地，所述TL084運算放大器U2A的反相輸入端通過電阻R19連接TL084運算放大器U2A的輸出端。

所述單向滯環低溫保護電路包括電容C7，所述電容C7并聯到熱敏電阻RT1兩端，所述熱敏電阻RT1的第一端部接地，所述熱敏電阻RT1的第二端部通過電阻R20接+15V電源，所述熱敏電阻RT1的第二端部接LM2904運算放大器U3A同相輸入端，所述熱敏電阻RT1的第二端部通過電阻R24連接到雙向二極管D4的第一輸入端，所述LM2904運算放大器U3A反相輸入端接地，所述LM2904運算放大器U3A輸出端連接到雙向二極管D4的輸出端上，所述雙向二極管D4的第二輸入端通過上拉電阻R22與+15V電源連接。

所述高溫單向保護電路包括電阻R23、電阻R25、熱敏電阻RT2、LM2904運算放大器、電容C8和雙向二極管D5，所述雙向二極管D5的第一輸入端通過上拉電阻R22與+15V電源連接，所述雙向二極管D5的第二輸入端通過電阻R25接地，所述雙向二極管D5的輸出端與LM2904運算放大器U3B的輸出端連接，所述LM2904運算放大器U3B的同相輸入端接地，所述LM2904運算放大器U3B的反相輸入端通過電容C8接地，所述電容C8與熱敏電阻RT2并聯，所述LM2904運算放大器U3B的同相輸入端還通過電阻R23連接到+15V電源上。