[发明专利]一种变频器检测保护电路

说明书

技术领域

本发明涉及变频器IGBT逆变桥驱动保护领域，尤其是用于变频器IGBT器件短路保护和电流过大的一种变频器检测保护电路。

背景技术

 目前，变频器在工业控制中的应用越来越广泛，变频调速系统已成为电力电子传动领域的主流调速方式；

变频器是整个交流变频调速系统中的核心控制装置，其稳定性和可靠性对整个系统的影响至关重要。在发生故障时，首要要做的是尽量将故障带来的损伤降到最小，避免变频器的关键元器件发生损坏。变频器自身具有各种各样的保护电路，如，过压、欠压、超温、过载、过电流、短路电流等保护功能，以保证变频器在遇到上述的异常状况时，合理地降低损失，可靠地关断IGBT器件的输出；

IGBT是全控型功率半导体器件，为电压型驱动方式，具有驱动功率小，饱和管压降低的优点，是大多数变频器三相逆变桥的首选功率器件。大多数情况下，IGBT损坏的原因主要有三种：一是IGBT退出饱和区进入放大区，使得器件开关损耗和导通损耗变大；二是IGBT发生上下桥臂直接导通，瞬间将产生极高的短路电流，使IGBT损坏；三是变频器的输出侧发生短路或电动机堵转，变频器中会流过很大的电流，从而造成电力电子功率器IGBT件损坏。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，提供一种响应迅速，关断可靠，性价比较高的变频器的检测保护电路，实现对IGBT功率器件欠饱和区管压降的实时监测，在IGBT发生短路和过电流时可靠关断，能够有效及时地检测IGBT中流过的短路和过大电流，稳定可靠地关断电力电子器件的保护控制电路。

本发明解决其技术问题的技术方案是，一种变频器检测保护电路，包括管压降采样单元、比较器单元、负压钳位单元、3120光耦驱动单元、参考电位单元、过流保护输出电路单元和IGBT主电路单元。其中：

所述管压降采样单元的输入端连接到IGBT主电路单元，用于检测反映IGBT中流过电流的管压降；

所述比较器单元的输入端连接到管压降采样单元的输出端，用于采样到的反映IGBT管压降的电压值达到某个设定的阈值时，输出低电平电压值；

所述过流保护输出电路单元的输入端连接到比较器单元的输出端，用于在比较器单元输出低电平时，输出单元的光耦二极管导通，输出低电平保护信号；

所述负压钳位单元的输入端连接到3120驱动光耦单元，比较器单元的输入端连接到负压钳位单元的输出端，用于在IGBT关断期间，将比较器单元的反向输入端钳位在一个负电压值，避免误保护的发生；

所述参考电位单元的输入端连接到+15V电源，输出端连接到比较器单元，用于给比较器单元的同相输入端提供固定的参考电位。

所述IGBT主电路单元的输入端连接到直流母线，输出端连接到管压降采样单元，该IGBT主电路单元的上3管的集电极连接到所述管压降采样单元，该单元用于根据IGBT流过的电流值与管压降电压值成一定曲线关系的现象，检测IGBT中发生的短路和过大电流。

本发明与现有技术对比的有益效果是，本发明所述的电路过大检测保护电路直接检测功率器件管压降，响应速度更快，大多数情况下，IGBT器件的短路电流耐受时间较短，对保护电路的反映时间要求极高，短路信号更快的动作速度保证了对IGBT器件的最大限度的可靠保护，通过采样功率器件IGBT的集电极与发射极两端的管压降，实现对变频器逆变桥三个上桥臂功率IGBT管的电流采样检测，在发生上下桥臂直通短路或电流过大的情况下，可靠地关断6路PWM驱动信号，从而可靠地关断6个功率IGBT管。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明。

图1为一种变频器检测保护电路的逻辑功能框图，其中，IGBT主电路单元中的IGBT是绝缘栅双极型晶体管，3120光耦驱动单元中的驱动光耦3120是IGBT门极驱动光耦。

图2为一种变频器检测保护电路的电路图，其中，电阻R2与二极管D2串联后，接直流母线正端；电阻R5与二极管D1串联后，接驱动光耦3120的6脚。

图3为一种变频器检测保护电路的3120光耦驱动单元中，驱动光耦3120的功能框图。其中，N/C是空脚，无连接；ANODE是初级二极管阳极；CATHODE是初级二极管阴极；VO是次级推挽输出；                                                是次级电源脚；是次级参考地。

具体实施方式