[实用新型]一种具有大功率能量泄放能力的IGBT过压保护电路

说明书

技术领域

本实用新型属于电机调速技术领域，涉及功率器件保护电路，特别是一种IGBT过压保护电路。

背景技术

转子变频调速系统通过将电机转差功率回馈电网或电机的内馈绕组，达到调节电机转速的目的，因其只需要控制电机转差功率，相比电机功率其所需的容量大大减小，所以是一种高效的调速系统，在风机水泵等平方转矩负载领域得到广泛的应用，取得了良好的节能效果。在公知的技术中，现有的转子变频调速系统主要采用三相桥式整流电路将转子绕组输出电势整流成直流，然后经过IGBT、电感、二极管和电压组成的斩波升压电路升高直流电压，再经过由可控硅或者IGBT组成的三相逆变电路逆变回电网或电机内馈绕组。因电网闪变、停电或者其它原因造成逆变回路故障后，直流回路中积聚的能量无法回馈电网或被电机内馈绕组消耗，而电机转子绕组中的电磁能量还继续通过整流电路流向直流回路，导致直流回路电压升高，引起IGBT过压烧损。传统的IGBT过压吸收电路如压敏电阻、阻容吸收等因其只能吸收有限的能量，在此情况下达不到保护作用。

发明内容

本实用新型的目的是针对现有技术的不足，提供一种快速检测过电压，同时当电压达到保护阀值后提供能量泄放通道，避免电压继续升高的电路，最终达到保护IGBT不会因逆变故障而损坏的目的，从而提高转子变频系统的可靠性。

本实用新型的技术解决方案是：一种具有大功率能量泄放能力的IGBT过压保护电路，其特征在于：包括由串接的限流电阻、防反二极管、击穿二极管、第三电阻、以及并接在击穿二极管上的第二电阻构成的电压监测电路1；由可控硅构成的泄放电路，泄放电路与电压监测电路并接；由串接的稳压二极管、第二二极管和第三二极管构成的可控硅触发电路，第二二极管和第三二极管的阴极相接，可控硅触发电路并接在第三电阻两端，第二二极管和第三二极管的阴极与可控硅的控制极相连。

本实用新型由于采用由电压监测电路、可控硅触发电路和泄放电路构成的IGBT过压保护电路，其中，电压监测电路由串接的限流电阻R1、防反二极管D1、击穿二极管BOD1、第三电阻R3、以及并接在击穿二极管BOD1上的第二电阻R2构成，泄放电路由可控硅V1构成，泄放电路与电压监测电路1并接，可控硅触发电路2由串接的稳压二极管D4、第二二极管D2和第三二极管D3构成，第二二极管D2和第三二极管D3的阴极相接，可控硅触发电路2并接在第三电阻R3两端，第二二极管D2和第三二极管D3的阴极与可控硅V1的控制极相连，因而当将本实用新型连接到IGBT模块T1上时，若IGBT模块T1上的电压超过电压检测电路的阀值时，电压监测电路1会在第三电阻产生一个电压，通过可控硅触发电路2加到可控硅V1的控制极与阴极之间，使可控硅V1导通，因可控硅具有通流能力大的特性，使直流回路的能量通过可控硅泄放，短接IGBT，从而避免IGBT的烧损。本实用新型具有快速检测过电压，达到保护阀值即提供能量泄放通道，从而避免IGBT烧损的特点。本实用新型主要用于转子变频调速系统中IGBT模块的过压保护，提高转子变频系统的可靠性。

附图说明

图1为本实用新型使用的电路图。

图中：1为电压监测电路；2为可控硅触发电路。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型作进一步说明。

如图1所示，本实用新型公开的一种具有大功率能力泄放能力的IGBT过压保护电路，包括依次连接电压监测电路1、可控硅触发电路2、可控硅V1，可控硅V1构成泄放电路。本实用新型IGBT过压保护电路连接在待保护的IGBT模块T1的集电极与发射极两端。

电压监测电路1包括限流电阻R1、防反二极管D1、击穿二极管BOD1、第二电阻R2和第三电阻R3，限流电阻R1一端与IGBT模块T1的集电极相连，另一端与防反二极管D1的阳极相连，防反二极管D1的阴极与击穿二极管BOD1阳极相连，击穿二极管BOD1的阴极与第三电阻R3一端相连，第三电阻R3的另一端与IGBT模块T1的发射极相连，第二电阻R2并联于击穿二极管BOD1的两端。

可控硅触发电路2包括稳压二极管D4、第二二极管D2和第三二极管D3，稳压二极管D4的阴极与电压监测电路1的击穿二极管BOD1的阴极相连，稳压二极管D4的阳极与第二二极管D2的阳极相连，第二二极管D2的阴极与可控硅V1的控制极相连，第三二极管D3的阴极与可控硅V1的控制极相连，阳极与可控硅V1的阴极相连。

可控硅V1的阳极与IGBT模块T1集电极相连，阴极与IGBT模块T1的发射极相连，控制极与可控硅触发电路第二二级管D2的阴极相连。

在电压监测电路1中，击穿二极管BOD1在其两端电压小于转折电压时，将处于截止状态，当电压超过转折电压时，则迅速转变为导通状态，在击穿二极管BOD1处于截止状态时，因电路中第二电阻R2的阻值远大于限流电阻R1和第三电阻R3的阻值，第二电阻R2和与其并联的击穿二极管BOD1两端的电压近视等于IGBT模块T1两端的电压，第三电阻R3两端的电压约为0，则可控硅触发电路2中的稳压二极管D4处于截止状态，可控硅V1控制极与阴极之间无正向电压，可控硅V1处于截止状态。当IGBT模块电压升高时，击穿二极管BOD1两端的电压也相应升高，当电压超过击穿二极管BOD1的转折电压时，击穿二极管BOD1马上转变为导通状态，此时击穿二极管BOD1短路，限流电阻R1和第三电阻组成分压电路，第三电阻R3两端的电压升高，超过稳压二极管D4的反向击穿电压，使稳压二极管D4从截止状态转变成导通状态，同时第二二极管D2正向导通，可控硅V1控制极与阴极之间承受正向电压，使可控硅V1导通，可控硅导通后，IGBT模块被可控硅短接，电压降为0，不再承高电压，则不会因过电压发生烧损。图中过压监测电路1中的限流电阻R1起限流作用，在击穿二极管BOD1导通后，可限制流过可控硅V1的控制极的电流的大小。可控硅触发电路中第三二极管D3起钳位作用，钳制可控硅V1的控制极和阴极之间的电压，防止可控硅V1的控制极电压过高而损坏可控硅V1。