[实用新型]一种IGBT的过温保护电路及有源电力滤波器

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种保护电路，尤其是一种有源电力滤波器的IGBT的过温保护电路。 

背景技术

有源电力滤波器是一种用于动态抑制谐波、补偿无功的新型电力电子装置，它能够对不同大小和频率的谐波进行快速跟踪补偿，有源电力滤波器可以通过采样负载电流并进行各次谐波和无功的分离，控制并主动输出电流的大小、频率和相位，并且快速响应，抵消负载中相应电流，实现了动态跟踪补偿，而且可以既补谐波又补无功和不平衡。有源电力滤波器通过电流互感器检测负载电流，并通过内部DSP计算，提取出负载电流中的谐波成分，然后通过PWM驱动电路发出信号发送给内部的开关器件IGBT,控制逆变器产生一个和负载谐波电流大小相等，方向相反的谐波电流注入到电网中，达到滤波的目的。 

其中IGBT（绝缘栅双极型晶体管）是由BJT(双极型三极管)和MOS(绝缘栅型场效应管)组成的复合全控型电压驱动式功率半导体器件，通过开关动作控制逆变器产生电流，其控制极若长期处于工作状态难免产生热量，在现有技术中已有对其控制极进行过温保护的电路，其工作原理大致如下：通过测温元件采集温度信号并将其转化为电信号，通过光耦隔离将信号传至控制器，控制器通过切换电路的工作模式使IGBT的控制极降温。在正常工作状态中，这种方案能够解决使IGBT控制极过稳的问题，但是，如果周围的工作环境温度过高，即便IGBT已经切换到了低产热的工作模式，还是无法解决过热的问题，此时需要更进一步的保护措施。 

实用新型内容

针对现有技术存在的不足，本实用新型的一方面提供一种过温保护电路，用于有源电力滤波器的IGBT，包括： 

测温单元：设置于外部IGBT的控制极上以感应IGBT控制极的温度，并输出相应的过温信号；

控制单元：耦接于测温单元以接收过温信号，并输出相应的控制信号；

执行单元：耦接于控制单元以响应控制信号，并对IGBT的控制极进行降温。

所述的IGBT的过温保护电路的测温单元包括： 

第二电阻：耦接于电源；

稳压管：其阴极耦接于第二电阻，阳极接地；

第三电阻：耦接于电源；

第一NPN三极管：其基极耦接于第二电阻与稳压管的阴极之间，集电极耦接于第三电阻；

第四电阻：耦接于第一NPN三极管的发射极；

第一电阻：其一端耦接于第四电阻，另一端接地。

所述的IGBT的过温保护电路的控制单元包括： 

一级控制单元：耦接于测温单元以接收过温信号，并控制执行单元限制IGBT控制极的电流；

二级控制单元：耦接于测温单元以接收过温信号，并控制执行单元使IGBT的控制极断电。

所述的IGBT的过温保护电路的一级控制单元包括： 

第二NPN三极管：其基极耦接于第四电阻与第一电阻之间；

第一继电器线圈：其一端耦接于第二NPN三极管的发射极，另一端接地；

第五电阻：其一端耦接于第二NPN三极管的集电极，另一端接电源。

所述的IGBT的过温保护电路的二级控制单元包括： 

第三NPN三极管：其基极耦接于第四电阻与第一电阻之间；

第二继电器线圈：其一端耦接于第三NPN三极管的发射极，另一端接地；

第五电阻：其一端耦接于第三NPN三极管的集电极，另一端接电源。

所述的IGBT的过温保护电路的执行单元包括： 

常闭开关：一端耦接于PWM驱动电路，另一端耦接于IGBT的控制极，并响应第一继电器线圈；

常开开关：耦接于IGBT的控制极，并响应第二继电器线圈；

第六电阻：一端耦接于常开开关，另一端接地。

所述的IGBT的过温保护电路的一级控制单元和二级控制单元共用第五电阻，所述的第二NPN三极管与第三NPN三极管的结温特性不同。 

所述的过温保护电路原理图如图1所示，由测温单元（1）、控制单元（2）与执行单元（3）组成。