[发明专利]基于微分电路的变频器逆变IGBT短路检测保护系统

说明书

本发明提供的一种基于微分电路的变频器逆变IGBT短路检测保护系统，包括：检测器件、信号调理电路、第一信号判断电路、第二信号判断电路、或运算电路以及处理电路；第一信号判断电路和第二判断电路向或运算电路输出故障信号，或运算电路判断第一信号判断电路和第二信号判断电路任一具有故障信号输出，则向处理电路输出故障确定信号，所述处理电路接收或运算电路输出的故障确定信号并输出关断控制信号关断变频器的IGBT逆变桥，能够快速且准确检测出变频器IGBT的短路故障，大大缩短故障输出时间，从而能够快速有效地执行IGBT过流保护，从而有效防止IGBT烧损而影响整个变频器的使用寿命，而且无需提高IGBT的热容量，确保变频器具有较高的热效率。

技术领域

本发明涉及一种检测保护系统，尤其涉及一种变频器逆变IGBT短路检测保护系统。

背景技术

IGBT(绝缘栅双极型晶体管)是变频器的逆变桥即为重要的器件，其具有具有电压高、电流大、频率高、导通电阻小等特点；但是，IGBT也具有耐过流能力和耐过压能力差，一旦出现过流过压则容易损坏。

短路电流是IGBT最严重的的过电流，可能高达IGBT额定电流的10倍甚至更高，在此电流下IGBT会在几微妙的瞬间内烧坏。现有技术中，为了对IGBT进行保护，在变频器对IGBT选型时放大容量，另一方面，还采用电流检测法来判定是否过流并执行保护。

在电流检测中，采用霍尔元件对电流瞬时值进行检测，当检测电流大于设定参考值，则判定为短路故障并执行保护，但是，现有的技术手段存在以下技术缺陷：首先，增大IGBT的容量，则是加大了IGBT允许发热量，从而降低了变频器的热效率，从而需要增加变频器(尤其是防爆变频器)散热器、箱体的体积、重量等，从而不便于使用，更为重要的是：变频器的逆变桥输出的电流是频率可变的正弦电流，霍尔元件所检测的电流为瞬时值，因此，霍尔元件所输出的电流值可能处于正弦电流的波峰位置，也可能处于零点附近，短路故障发生时电流以很高的斜率快速上升，当短路故障发生于正常的正弦波电流的零点附近时，检测的电流I从零点位置上升到设定值所需时间会明显大于从波峰位置上升到设定值所需时间，从而导致故障判定延时加长，不能及时输出故障信号，而这延时完全可能使IGBT产生严重的发热甚至烧损。

因此，为了解决上述技术问题，本发明提出一种新的技术手段。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是提供一种基于微分电路的变频器逆变IGBT短路检测保护系统，能够快速且准确检测出变频器IGBT的短路故障，大大缩短故障输出时间，从而能够快速有效地执行IGBT过流保护，防止IGBT烧损而影响整个变频器的使用寿命，而且无需提高IGBT的热容量，确保变频器具有较高的热效率。

本发明提供的一种基于微分电路的变频器逆变IGBT短路检测保护系统，包括：检测器件、信号调理电路、第一信号判断电路、第二信号判断电路、或运算电路以及处理电路；

所述检测器件用于检测变频器的IGBT逆变桥输出的电流信号并将电流信号输出至信号调理电路，所述信号调理电路用于对电流信号进行处理并输出；

所述第一信号判断电路接收信号调理电路输出的电流信号并与设定阈值比较，当电流信号大于设定阈值时输出故障信号；

所述第二信号判断电路，用于接收电流信号并判断电流信号的变化率，当电流信号的变化率大于设定阈值时，则输出故障信号；

所述或运算电路用于接收第一信号判断电路和第二信号判断电路输出的故障信号，当第一信号判断电路和第二信号判断电路任一输出故障信号，或运算电路输出故障确定信号；

所述处理电路用于接收或运算电路输出的故障确定信号并输出关断控制信号关断变频器的IGBT逆变桥。

进一步，所述第二信号判断电路包括微分电路和微分比较电路；