一種應急電源大功率IGBT過流保護電路的製作方法

2023-06-23 16:42:11

本發明涉及電子器件保護領域，具體是一種應急電源大功率IGBT過流保護電路。

背景技術：

現在各行業重要環節都設計有集中蓄電池式應急供電系統，集中蓄電池式應急電源採用逆變技術，將蓄電池的直流電能逆變成交流電能，提供給交流應急負荷如：應急照明燈、疏散指示燈具和消防泵等使用。集中蓄電池式應急電源原理是核心控制板控制IGBT等功率器件的開通與關斷，將直流變換成與正弦波等效的一系列等幅不等寬的矩形脈衝波形，然後經過濾波和升壓，成為交流電能。

應急電源工作過程中，電源控制板不斷採集逆變器輸出電壓、電流的數值，一方面根據逆變輸出電壓、電流採樣數值，進行分析運算，通過調整調製度m，再計算調製波的脈寬，調整功率器件的開通與截止時間，達到控制逆變輸出電壓的穩定的目的。另一方面不斷檢測應急電源是否過流，並及時停機或限流，保護應急電源。

因為IGBT的集電極電流過大會造成管子的損壞，這種損壞對器件來說是不可逆的，為了保護IGBT等功率器件，一般都設計可靠的過流保護。現有技術中的過流保護電路是用M57962L的驅動保護電路，只能檢測一個IGBT器件是否過流，而應急電源中，以單相應急電源為例，需要四個IGBT，因此單純這種電路是不能滿足應急電源中大功率IGBT過流保護的要求。

技術實現要素：

本發明提供的一種應急電源大功率IGBT過流保護電路，解決了多個IGBT的過流保護問題。

本發明的目的可以通過以下技術方案實現：

一種應急電源大功率IGBT過流保護電路，包括74LCV245電平轉換電路和四個M57962L驅動保護電路。

所述74LCV245電平轉換電路，是將應急電源中DSP輸出的PWM信號由3.3V轉換成5V，為M57962驅動保護電路提供信號，B引腳對應的是3.3V電平信號，是控制板發出控制IGBT開通與關斷的PWM信號，A引腳對應的是5V電平信號，是電平轉換後的PWM信號，過流信號直接加在OE引腳上。

在所述M57962L的驅動保護電路中，當IGBT過流時，經1引腳輸入驅動器，硬體封鎖5引腳驅動信號輸出，並在8引腳輸出故障保護信號，經光電耦合器G2隔離成為故障反饋信號，所述故障反饋信號通過所述4LCV245電平轉換電路，由OE引腳封鎖PWM信號輸出。

當發生短路或過載時，所述IGBT的集電極電壓超過15V，所述二極體VD1截止，所述M57962L的1引腳檢測到故障信號，同時5引腳輸出負壓使所述IGBT迅速關斷，故障輸出端8引腳輸出低電平，使所述光電耦合器G2導通，將四個所述光電耦合器G2的一端輸出全部接5V電源，另一輸出端輸出故障反饋信號F接入所述74LCV245晶片的OE引腳，此時OE引腳為高電平，直接封鎖PWM信號輸出，從而能夠快速保護IGBT器件不被損壞。

當沒有發生短路或過載時，所述M57962L驅動保護電路不輸出故障反饋信號，所述74LCV245晶片的OE引腳接所述電阻R3共地，為低電平，PWM信號正常由所述74LCV245中B0引腳向AO端傳輸，經所述M57962L驅動保護電路驅動IGBT。

本發明的有益效果：本發明通過採用74LCV245電平轉換電路和四個M57962L驅動保護電路，不僅能夠能夠實時檢測到IGBT過流、生成故障反饋信號，而且有效避免應急電源的損壞給企業帶來的損失。

附圖說明

為了便於本領域技術人員理解，下面結合附圖對本發明作進一步的說明。

圖1為本發明一種應急電源大功率IGBT過流保護原理圖。

具體實施方式

一種應急電源大功率IGBT過流保護電路，如圖1所示，包括74LCV245電平轉換電路1和四個M57962L驅動保護電路2，其中，74LCV245電平轉換電路1包括74LCV245電平轉換晶片和電阻R3，每個M57962L驅動保護電路2包括M57962L、IGBT、光電耦合器G2、二極體VD1、二極體VD2、雙向限幅器VD3、電阻R1、電阻R2、電容C1、電容C2。

74LCV245電平轉換晶片的A0引腳與M57962L的13引腳連接，74LCV245電平轉換晶片的OE引腳通過電阻R3接地，且OE引腳與四個光電耦合器G2的一輸出端連接，四個光電耦合器G2的另一輸出端分別接5V電壓，光電耦合器G2的一輸出端與M57962L的8引腳連接，另一輸出端通過電阻R2與4引腳相連，M57962L的1引腳通過二極體VD1的陰極與IGBT的集電極連接，IGBT的基極通過電阻R1與引腳5連接，IGBT的發射極連接在電容C1與電容C2的節點上，電容C1與電容C2串聯且並聯在引腳4和引腳6之間，雙向限幅器VD3與IGBT的基極和發射極連接。

應急電源中DSP輸出的3.3VPWM信號分別經74LCV245電平轉換晶片的B0、B1、B2、B3引腳輸入轉換成5VPWM信號，再分別由A0、A1、A2、A3引腳輸出，74LCV245電平轉換晶片輸出的信號經M57962L晶片的13引腳輸入，由5引腳輸出正壓，1腳檢測信號正常，使IGBT驅動且導通。當發生短路或過載時，IGBT的集電極電壓超過15V，二極體VD1截止，M57962L的1引腳檢測到故障信號，同時5引腳輸出負壓使IGBT迅速可靠關斷，故障輸出端8腳輸出低電平，使光電耦合器G2導通，將四個光電耦合器G2的一端輸出全部接5V電源，另一輸出端輸出故障反饋信號F接入74LCV245晶片的OE端，此時OE端是高電平，直接封鎖PWM信號輸出，從而能夠快速保護IGBT器件不被損壞。當沒有發生短路或過載時，M57962L驅動保護電路不輸出故障反饋信號，74LCV245晶片的OE端接R3電阻共地，為低電平，PWM信號正常由74LCV245中B0端向AO端傳輸，經M57962L驅動保護電路驅動IGBT。

74LCV245電平轉換電路1，是將應急電源中DSP輸出的PWM信號由3.3V轉換成5V，為M57962驅動保護電路提供信號，B口是控制板發出控制IGBT開通與關斷的PWM信號，對應的是3.3V電平信號，A口對應的是5V電平信號，是電平轉換後的PWM信號，過流信號直接加在管腳OE。

在M57962L的驅動保護電路2中，當IGBT過流時，經1號端子輸入驅動器，硬體封鎖5號驅動信號輸出，並在8號端子輸出故障保護信號，經光電耦合器G2隔離成為故障反饋信號，故障反饋信號通過74LCV245電平轉換電路，由OE引腳封鎖PWM信號輸出，達到快速保護IGBT的目的，驅動保護電路一般有三個作用，第一是能夠瞬時檢測到IGBT過流，第二是硬體保護電路快速封閉驅動信號輸出，第三是能夠生成故障反饋信號。

以上內容僅僅是對本發明的構思所作的舉例和說明，所屬本技術領域的技術人員對所描述的具體實施例做各種各樣的修改或補充或採用類似的方式替代，只要不偏離發明的構思或者超越本權利要求書所定義的範圍，均應屬於本發明的保護範圍。