[发明专利]步进电机驱动器中IGBT保护电路及保护方法

摘要

步进电机驱动器中IGBT保护电路及保护方法，涉及电机技术领域，解决现有电机驱动器中对IGBT的保护存在判断准确性低，电路过流容错时间短，IGBT使用寿命短以及可靠性差等技术问题。包括控制电路、过流保护电路、电流互感器、栅极驱动、栅极驱动、IGBT、栅极电阻、栅极稳压二极管以及三极管。控制电路与栅极驱动及三级管基极连接，栅极驱动通过栅极电阻与IGBT栅极连接，三极管集电极与稳压二极管阴极连接，稳压二极管阳极与IGBT栅极连接，电流互感器串联在电机线圈中，电流互感器的输出端与过流保护电路的输入端连接，过流保护电路输出端与控制电路连接。本发明降低了过流电流的保护次数，提高驱动器的工作效率。

主权项

1.步进电机驱动器中IGBT保护电路，包括控制电路(1)、过流保护电路(2)、电流互感器(3)、第一栅极驱动(4)、第二栅极驱动(5)、IGBT T1～T4、栅极电阻R1～R4、栅极稳压二极管D1～D4以及三极管Q1～Q4；其特征是；所述控制电路(1)与第一栅极驱动(4)第二栅极驱动(5)以及三级管Q1～Q4的基极连接；所述第一栅极驱动(4)分别通过栅极电阻R1和R2与IGBT T1和IGBT T2的栅极连接，第二栅极驱动(5)通过栅极电阻R3和R4与IGBT T3和IGBT T4的栅极连接；所述三极管Q1～Q4的集电极与稳压二极管D1～D4的阳极连接，稳压二极管D1～D4的阴极与IGBT T1～T4的栅极连接；所述IGBT T1～T4与步进电机线圈构成H型PWM功率转换电路，电流互感器(3)串联在步进电机线圈中，电流互感器(3)的输出端与过流保护电路(2)的输入端连接，过流保护电路的输出端与控制电路(1)连接；步进电机驱动器中IGBT保护电路的保护方法，该方法针对步进电机驱动器内部的PWM功率转换电路的电流换向以及步进电机制动或反转，产生的过流电流的保护，该方法由以下步骤实现：步骤一、通过串联在步进电机线圈上的电流互感器(3)采集IGBT T1～T4中流过的电流；步骤二、当电流互感器采集到高于预设值的电流时，过流保护电路(2)向控制电路(1)发出过流电流信号，控制电路(1)检测到所述过流电流信号后，通过降压电路将IGBT T1～T4的栅极驱动电压降低；步骤三、判断步骤二中所述的过流电流信号是否存在，如果否，则控制电路(1)将IGBT T1～T4的栅极驱动电压恢复到正常值；如果是，执行步骤四；步骤四、判断所述过流电流信号是否持续到预设的时间值，如果是，则控制电路将IGBT关闭；如果否，则控制电路(1)将IGBT T1～T4的栅极驱动电压恢复到正常值；针对步进电机发生制动或反转时，产生过流电流的保护，采用下述方法实现：步骤A、步进电机正常工作时，控制电路(1)记录设定的步进电机转速值和电流值，并对记录的转速与电流值进行计算，获得当前步进电机线圈中的反馈电流值；步骤B、当控制电路(1)接收到步进电机的制动或反转信号时，将步骤A中获得的反馈电流值与预设的阈值电流进行比较，如果所述的反馈电流值高于阈值电流，则控制电路(1)控制关闭IGBT T1～T4。