[实用新型]变频器的IGBT退饱保护电路

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种IGBT的退饱保护技术领域，尤其涉及一种三相双电平逆变器的IGBT退饱保护电路及方法。

背景技术

逆变器的主回路开关器件选用IGBT时，需要对IGBT进行退饱保护，其目的是检测出短路后，在IGBT允许承受的短路时间内关闭IGBT，以保证IGBT安全运行。现有技术中可采取的方法有：

方法1、利用电流传感器检测IGBT电流并与限幅阀值比较来判断IGBT是否退饱，并通过封锁各路栅极驱动信号来达到切断故障电流以保护IGBT的目的。

方法2、使用IGBT专用驱动及保护IC，如PC929、A316J等等。在线监测IGBT的集电极与发射极间电压通态压降U_CE，一旦U_CE超过内部的保护阀值，则马上降低栅极驱动电压，IGBT软关断，从而切断故障电流。

上述方法中，方法1具有简单易实现、硬件投入小的优势，但是其保护效果有限，实际应用发现，方法1在变频器输出被直接短路的情况下保护效果很不理想。

方法2在变频器输出被直接短路的情况下保护效果很好（保护参数合适的情况下），但是IGBT专用驱动及保护IC用量很大，一般是主回路有几个IGBT就需要几个专用驱动及保护IC，驱动板布线复杂，且各路专用驱动及保护IC故障输出信号取获后，送入CPU进行故障判断，因此其维修难度相对较大。

以上两种方法中，共同点是保护电路判定IGBT有故障时，迅速封锁IGBT的栅极驱动信号来达到保护IGBT的目的。

实用新型内容

针对现有技术中的缺陷，本实用新型的目的是提供一种变频器的IGBT退饱保护电路和电路。

根据本实用新型的一个方面，提供一种变频器的IGBT退饱保护电路，包括主电路拓扑结构，还包括连接主电路拓扑结构的逆变桥IGBT、逆变桥IGBT驱动信号功率隔离及放大电路、逆变桥IGBT驱动信号封锁电路，其特征在于，还包括如下模块：

-过流保护IGBT，所述过流保护IGBT串接在主电路拓扑结构的母线上；

-过流管驱动及保护电路，所述过流管驱动及保护电路连接所述过流保护IGBT的栅极，主电路拓扑结构的CPU模块连接所述过流管驱动及保护电路；

-过流管Uce检测及比较电路，所述过流管Uce检测及比较电路连接在所述过流保护IGBT的集电极和发射极之间，主电路拓扑结构的CPU模块连接所述过流管Uce检测及比较电路；

-过流管退饱和检测电路，所述过流管退饱和检测电路连接至所述过流保护IGBT的集电极，所述过流管驱动及保护电路连接所述过流管退饱和检测电路。

优选地，所述过流管驱动及保护电路和过流管Uce检测及比较电路主要由A316J芯片构成，所述A316J芯片的引脚具体为：

-1引脚和2引脚连接所述CPU模块的过流管控制信号输出端口；

-11引脚作为A316J芯片的控制信号输入端串过第一栅极电阻Rg1后连至过流保护IGBT的栅极；

-6引脚作为故障输出端连接至所述CPU模块的故障I/O引脚；

-5引脚为故障复位端连接至所述CPU模块；

-14引脚连接至所述过流管退饱和检测电路。

优选地，所述过流管退饱和检测电路包括第一电阻R3、快速二极管D7、以及第一电容C3，其中，所述第一电容C3、第一电阻R3、快速二极管D7、过流保护IGBT依次连接。

优选地，所述逆变桥IGBT驱动信号功率隔离及放大电路主要由A3120芯片构成，所述A3120芯片的2引脚和3引脚作为驱动信号输入端，所述A3120芯片的5引脚和6引脚作为输出端串过第二栅极电阻Rg2连接至逆变桥IGBT的栅极。

根据本实用新型的另一个方面，还提供一种变频器的IGBT退饱保护方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤A：变频器上电；主电路拓扑结构的CPU模块检测硬件电路无异常后，向过流管驱动及保护电路发出开通过流保护IGBT的信号；过流管驱动及保护电路输出正向栅极电压，开通过流保护IGBT，过流管Uce检测及比较电路同时监测过流保护IGBT的Uce；

其中，所述过流保护IGBT串接在主电路拓扑结构的母线上，所述过流管驱动及保护电路连接所述过流保护IGBT的栅极，所述过流管Uce检测及比较电路连接在所述过流保护IGBT的集电极和发射极之间，主电路拓扑结构的CPU模块连接所述过流管Uce检测及比较电路；