[发明专利]一种输出脉宽可调节的IGBT母线过流检测电路

说明书

本发明公开了一种输出脉宽可调节的IGBT母线过流检测电路，通过IGBT母线低侧的毫欧电阻采样电流，转换的电压值通过运放器放大后和门限电压比较，比较器输出信号驱动三极管开通控制隔离光耦输出过流警报信号。同时警报发生后利用二极管的整流钳位，降低比较器门限电压，达到了过流时警报输出响应快，延时关闭警报至过流彻底消失，提高警报信号的输出脉宽的效果。解决了现有方案硬件检测IGBT过流线路抗干扰能力差的问题。

技术领域

本发明属于伺服驱动器领域，具体涉及一种输出脉宽可调节的IGBT母线过流检测电路。

背景技术

伺服驱动器产品设计中，IGBT的过流检测和保护是预防IGBT损坏的重点。IGBT自身的短路耐受时间一般在10uS以内，软件采样保护的方式受到电流环控制周期的因素，无法保证短路过流发生时的保护响应，故通常使用硬件检测的方式处理此类警报。

传统的硬件解决方法有：

方法一：电机相电流采样比较输出警报线路，此方案通过对电机输出相电流实时监测，利用比较器线路设定过流检测门限，发生过流时触发输出警报，继而中断IGBT开通，达到过流检测警报的效果。

电机相电流采样比较输出警报线路方案的缺点是：实际应用中，利用霍尔传感器或者线性光耦加运放模拟线路采样得到的相电流检测的精度是难以保证的。批量生产中，过流检测线路实际触发电流门限的一致性较差，抗干扰性较差。

方法二：IGBT的CE极过饱和检测输出警报线路，是一种有源钳位保护；利用带有IGBT过饱和检测的栅极驱动芯片，检测短路发生时IGBT发生过饱和从而Vce快速升高超过线路设定门限，触发并输出过流警报。

IGBT的CE极过饱和检测输出警报线路的缺点是：该线路较依赖IGBT的CE极饱和电压Uce sat值的准确稳定，应对不同IGBT厂家的产品，线路参数需要做出调整，否则极易出现误警报或警报不及时等故障。该方案测试验证周期长，硬件线路通用性较差，对栅极驱动芯片和IGBT的性能要求较高，硬件成本高。

发明内容

本发明所为了解决背景技术中存在的技术问题，目的在于提供了一种输出脉宽可调节的IGBT母线过流检测电路，通过IGBT母线低侧的毫欧电阻采样电流，转换的电压值通过运放器放大后和门限电压比较，比较器输出信号驱动隔离光耦，输出过流警报，对母线电流的采样，最直接的判断IGBT是否存在过流的检测，电路的实际检测效果无关IGBT及其驱动控制线路元器件和方案的选择。

为了解决技术问题，本发明的技术方案是：

一种输出脉宽可调节的IGBT母线过流检测电路，包括：电流采样放大单元、门限比较单元和警报信号输出单元；

所述电流采样放大单元的输入端接入IGBT母线，所述电流采样放大单元的输出端信号连接所述门限比较单元的输入端，所述门限比较单元的输出端信号连接所述警报信号输出单元；

所述电流采样放大单元，用于对IGBT母线进行电流采样，并对电流采样得到的电压信号进行滤波和放大处理，将处理后的电压信号输出到门限比较单元；

所述门限比较单元，用于将电流采样放大单元输入的电压信号与自身的过流检测的触发门限电压比较；若电压信号大于触发门限电压，即发生过流故障报警后，发出控制信号开启警报信号输出单元的光耦的发光二极管，同时拉低自身的过流检测的触发门限电压；若电压信号大于触发门限电压，即过流故障报警消失后，发出控制信号关闭警报信号输出单元的光耦的发光二极管，通过改变自身电阻R3的阻值，达到警报输出脉宽可调的效果；

所述警报信号输出单元，用于将门限比较单元发出的控制信号进行隔离后输出数字信号，并对数字信号进行整形后，输出单片机可读的过流警报故障电平信号。