[实用新型]一种半桥感应加热电路中的功率开关管保护电路

说明书

技术领域

本实用新型属于感应加热电路的电路保护技术领域，特别涉及一种通过电流相位检测来实现对半桥感应加热电路的功率开关管进行保护的电路。

技术背景

半桥式感应加热电路是当前感应加热技术领域内最常用的一种拓扑结构，主要由两个功率开关管和谐振电容组成。该技术拓扑结构简单，控制方式灵活，工作效率高。但是该技术所采用一般都是功率高、电流大的电路，最主要是其中的功率开关管都是在零电流、零电压条件下开始工作的。而如果其中一个功率开关管是在电流自然降为零时再关断的话，那么另一个开关管的开通就不是在零电流，零电压条件下实现的，于是在大电流工作条件下，功率开关管损耗大，温升高，严重时会导致功率开关管烧掉。

现有技术中，半桥式感应加热的稳定工作需要很多保护电路来保证，现有的保护电路包括峰值电流保护电路，频率跟踪保护电路等等，但是还没有出现电流鉴相电路，以确保功率开关管在电流自然降为零之前被强制关断。

实用新型内容

本实用新型的目的就是针对现有技术中的不足，在现有半桥式感应加热电路中设计一种功率开关管保护电路，可以实现功率开关管在电流自然降为零之前被强制关断，从而能更好保护功率开关管。

为了解决上述技术问题，本实用新型包括如下技术方案：一种半桥感应加热电路中的功率开关管保护电路，包括电流谐振电路、信号转变电路、整流电路和组合逻辑电路，所述电流谐振电路的输出端与信号转变电路的输入端连接，信号转变电路的输出端与整流电路输入端相连；还包括鉴相脉冲生成电路，所述鉴相脉冲生成电路的输入端与整流电路的输出端连接，鉴相脉冲生成电路的输出端与组合逻辑电路的输入端连接，组合逻辑电路的输出端与电流谐振电路连接。

所述的鉴相脉冲生成电路包括相位检测电路、同步输出电路，所述相位检测电路和同步输出电路的输出端通过相与的逻辑关系后连接组合逻辑电路的输入端。

所述相位检测电路包括比较器T41、电阻R41、电阻R42、电阻R43、电阻R44、电容C41、电容C42；比较器T41的负端分别与电阻R41、电容C41的一端相连，电阻R41的另一端与整流电路输出端相连；电容C41的另一端分别与比较器T41的正端，电阻R42，电阻R43，电容C42的一端相连，电阻R43与电容C42并联后接地，电阻R42的另一端连接电源电压U1；

所述同步输出电路包括比较器T42、电阻R45、电阻R46、电容C44；比较器T42的正端与三角锯齿波信号Uj输入端连接，比较器T42的负端分别与电阻R45、电阻R46、电容C44的一端相连接；电阻R46另一端连接电源电压U1，电阻R45与电容C44并联后接地；

比较器T42的输出端与比较器T41的输出端连接后，通过电阻R44与电源电压U1连接，并且通过二极管D41与组合逻辑电路的输入端连接。

所述同步输出电路还包括三级管Q41，所述三级管Q41的基极与市电过零电压信号U3端连接，射极与电源地连接，集电极与比较器T42的输出端连接。

所述电流谐振电路设置的功率开关管为IGBT管或者MOSFET管。

所述的信号转变电路包括一侧连接在电流谐振电路上的电流互感器。

所述的整流电路是桥式整流电路。

所述组合逻辑电路包括电阻R51、电阻R52、电容C53，电容C54、稳压二极管D51和集成芯片X1；

所述集成芯片X1的3脚连接二极管D41阴极和稳压二极管D51阴极，稳压二极管D51阳极与集成芯片X1的1脚、16脚连接后接地；集成芯片X1的2脚、13脚、14脚与15脚彼此通过外部相连；集成芯片X1的8脚连接电源电压U1；

电容C53、C54并联组成一个滤波电路后其一端与集成芯片X1的12脚相连且连接电源电压U1，电容C53、C54的另一端分别与集成芯片X1的11脚连接后接地；集成芯片X1的9脚、10脚输出IGBT驱动信号，且分别通过电阻R51、R52与电流谐振电路的输入控制引脚相连。

与现有技术相比，本实用新型将半桥式电流谐振电路中的交流电流信号分别依次通过信号转变电路和整流电路后转化为直流电压信号。在鉴相脉冲生成电路中根据期望相位设置参考电压，利用比较器让该直流电压信号与参考电压进行比较，从而让半桥式电流谐振电路中的交流电流信号在自然降为零之前由比较器输出一个鉴相脉冲，该鉴相脉冲在组合逻辑电路作用下，强制让半桥式电流谐振电路中的功率开关管在电流值自然降为零之前提前关断，起到保护功率开关管作用。这种电路实现原理简单有效，成本低，安全可靠。

附图说明