[發明專利]一種用于STATCOM的IGBT溫度檢測與保護電路

在審

• 申請號: 201410656235.6
• 申請日: 2014-11-18
• 公開（公告）號: CN104362598A
• 公開（公告）日: 2015-02-18
• 發明（設計）人: 向增;陳俊嶺;李忠懷;韋延清;陳蕾
• 申請（專利權）人: 珠海萬力達電氣自動化有限公司
• 主分類號: H02H7/20
• 分類號: H02H7/20;H02H5/04;G01K7/22
• 代理公司: 廣州三環專利代理有限公司 44202
• 代理人: 溫旭

技術領域

本發明屬于IGBT溫度檢測和保護技術領域，特別涉及一種用于STATCOM的IGBT溫度檢測與保護電路。

背景技術

隨著電力電子技術的飛速發展，尤其它在當今工業領域的廣泛應用，電能質量問題日益凸顯，為了改善電能質量問題，具有補償系統無功，提高系統的功率因數，改善電能的質量，減少系統中諧波分量能力的STATCOM（靜止同步補償器Static?Synchronous?Compensator,?簡稱STATCOM，又稱SVG）得到了廣泛應用。

作為STATCOM主電路的核心，功率開關器件的選擇非常重要。而IGBT(Insulated?Gate?Bipolar?Transistor，絕緣柵雙極型晶體管）在諸如變頻器、開關電源等電力電子技術的能量變換與管理應用中，越來越成為各種主回路的首選功率開關器件，同樣如何安全可靠地驅動IGBT，將決定了整個系統的性能。

IGBT是溫度敏感器件，其載流能力和壽命與溫度呈比例關系，而且過溫會使IGBT損壞，所以必須對IGBT溫度進行實時監控，保證其工作在一定溫度范圍內，若IGBT溫度超過設定預警值，必須啟動散熱風機，及時散熱；若IGBT溫度低于設定低溫值，可以停止散熱風機，以節省電能；若IGBT溫度超過設定保護值，必須停機以保證IGBT不受損壞。

發明內容

但是，目前現有IGBT模塊的檢測方式有：1、使用溫度開關貼在散熱器旁邊，通過檢測散熱器的溫度加上一個定值而得到IGBT的溫度，這種方法不能準確測量IGBT結溫，而且溫度開關一般采用進口，價格昂貴。2、在散熱器上裝熱敏電阻，通過分壓完后通過AD芯片，得到IGBT的溫度，實時檢測，這種方法一方面與方法1一樣測量不準確，實時采集IGBT溫度給控制器帶來負擔。3、利用IGBT模塊內置的熱敏電阻，經過系列處理，完后利用AD芯片實時采樣，得到IGBT的溫度，這種方法跟方法2一樣，會給控制器帶來運算負擔，但是控制器得到實時溫度的具體數值意義不大。

而且STATCOM的散熱風機大多一直運行，而很多時候，STATCOM并沒有滿負荷輸出，像光伏發電廠，早晚負荷相對較輕，此時風機一直運行會造成電能損耗。

為解決現有技術中存在的上述問題，本發明提供了一種可實時檢測IGBT模塊的溫度從而自動控制散熱風機的啟停、保護停機，可實時監控，能減輕控制器運算負擔，不會對控制器造成干擾，且結構簡單、可靠，靈敏度高，成本低的用于STATCOM的IGBT溫度檢測與保護電路。

為解決上述技術問題，本發明采用如下技術方案：

一種用于STATCOM的IGBT溫度檢測與保護電路，包括有電橋電路、電壓跟隨放大電路、滯環比較隔離電路和比較隔離電路；所述電橋電路的熱敏電阻Rt內置于IGBT模塊中，且其輸出端與電壓跟隨放大電路的輸入端連接；所述電壓跟隨放大電路的輸出端與滯環比較隔離電路的輸入端和比較隔離電路的輸入端連接；所述滯環比較隔離電路的輸出端和比較隔離電路的輸出端分別與風機控制電路和IGBT模塊的控制器連接。

進一步地，所述電壓跟隨放大電路主要由第一放大器、第二放大器、第三放大器、電阻R4和電阻R5組成；所述第一放大器和第二放大器的非反向輸入端與電橋電路連接，反向輸入端與各自的輸出端連接，而且第一放大器的輸出端串聯電阻R4后與第三放大器的反向輸入端連接，第二放大器的輸出端與第三放大器的非反向輸入端連接；所述電阻R5并聯在第三放大器上，兩端分別與第三放大器的反向輸入端和輸出端連接；所述第三放大器的輸出端與滯環比較隔離電路和比較隔離電路連接。

進一步地，所述滯環比較隔離電路主要由第四放大器、第一光電耦合器和電阻R6～R9組成；所述第四放大器的反向輸入端串聯電阻R6后與第三放大器的輸出端連接，非反向輸入端串聯電阻R7后接地，且其輸出端串聯電阻R9后與第一光電耦合器的正極連接；所述電阻R8并聯第四放大器和電阻R9上，一端連接在電阻R7與第四放大器的非反向輸入端之間，另一端連接在電阻R9與第一光電耦合器的正極之間；所述第一光電耦合器的負極接地，發射極連接電源負極，集電極與風機控制電路連接。

進一步地，所述開關電源模塊由二極管、第一電感線圈KA和第二電感線圈KM組成；所述二極管的兩端分別與第一光電耦合器的集電極和輸入電源正極連接，所述第一電感線圈KA并聯在二極管上，以控制第二電感線圈KM的電源輸入開關，所述第二電感線圈KM控制風機的電源輸入開關。