[发明专利]一种用于保护过流与短路电路的系统

说明书

技术领域：

本发明属于电路领域，具体说是涉及一种用于保护过流与短路电路的系统。

背景技术：

目前常见的对IGBT的保护有以下几种方式：

1)：采用霍尔电流传感器检测功率变换装置的输出电流，设立限流阀值，用比较器进行比较，输出过流保护信号。

缺点：霍尔传感器工作在一个高辐射的环境中，输出的电流信号噪声大，容易造成系统误动作。同时霍尔器件非常昂贵，系统成本较高。同时还需要提供电源，有些器件还需要提供双电源。

2)：采用互感器检测电流，设立限流阀值，用比较器进行比较，输出过流保护信号。缺点：这种方法不能对直流电流进行检测。同时其响应速度慢，延时长，不能进行短路保护。

3)：采用分流器检测电流，对分流器信号进行运算放大，然后设立限流阀值，用比较器进行比较，输出过流保护信号。

缺点：占用线路板面积较多，需要一片运放和一片比较器，成本也较高。抗干扰性较差，系统有时会误动作。

4)：采用检测功率管管压降的方法，当功率管管压降升高到设定的阀值时，触发保护。

缺点：不同类型的功率管，管压降特性不同，同时还受工作温度的影响。电路通用性差。

5)：采用分流器直接检测，送给特定电路实现保护，如在小功率变频器中，如采用仙童的IPM模块(如FSBB20CH60)或三菱的IPM模块。这两个厂家的IPM模块技术特征是一致的，现仅以仙童模块为例进行分析。

缺点：

1：IGBT的下桥臂三个发射极管脚通过分流器接地，分流器产生的电压信号会对IGBT的门极驱动信号产生扰动；

2：8脚的触发电压很低，严重干扰下会误动作；

3：该种保护电路只能配合特定的模块，通用性差。

上述常见的对IGBT的保护，在工作中常常带来诸多不变，使用者也非常希望有理想的IGBT的保护问世。

发明内容：

本发明的目的是提供一种采用驱动电路与功率变换电路直接共地，分流器信号对功率驱动电路无扰动，分流器保护的电路，以最小的电路板布板面积，实现最有效的功率管保护的一种用于保护过流与短路电路的系统，以克服上述不足。

本发明的目的是由以下技术方案实现的：

一种用于保护的过流与短路电路的系统，包括：I_SHUNT+、I_SHUNT-、分流器、晶体管Q1、电容C1、电阻R1、R2、R3、高电平PVCC、驱动电路、保护信号OC，其特征在于：I_SHUNT+与I_SHUNT-安装在分流器的两端与晶体管Q1的基极电路与分流器并联连接，I_SHUNT-上设有电阻R1，电阻R1的前端设有电容C1，晶体管Q1与电阻R2、电阻R3连接，电阻R2与高电平PVCC连接，电阻R3与保护信号OC连接，驱动电路的信号地和功率变换的下桥臂的发射极是连接在一起的；

具体保护IGBT的过流与短路电路的原理系统如下：

I_SHUNT+与I_SHUNT-接在分流器的两端，当分流器上的压降小于0.6V时，晶体管Q1关断，保护信号OC为高电平PVCC；当分流器上的压降大于0.6V时，晶体管Q1导通，保护信号OC被钳位到分流器的电平，一般分流器的电平与驱动电路的低电平一致，因此晶体管Q1导通时，保护信号OC为低电平，通过该电路，实现了保护触发信号的逻辑翻转；分流器R1和电容C1组成一个滤波器，滤除功率变换电路续流期间产生的尖峰；

具体原理是：晶体管Q1的基极电路与分流器并联，在晶体管Q1的1，2脚施加电压大于0.6V时，晶体管Q1导通翻转，产生一个由高向低的跳变，该逻辑信号用来进行过流和短路保护；

在本发明电路中，在上面的实际应用电路中可以看出，驱动电路的信号地和功率变换的下桥臂的发射极是连接在一起的，是绝对等电位的，这样就避免了分流器上的压降对驱动电路的扰动，当分流器R6上的电压超过晶体管Q1的导通门限后，晶体管Q1导通翻转，输出保护信号OC信号，用作过流保护，根据功率变换电路的保护要求，合理选用分流器阻值，该电路可以很好的起到过流与短路的保护作用；所述的电阻R1和电容C1组成一个小惯量滤波器。

本发明应用在变频调速器，在电机绝缘破坏或接线导致输出短路时，CPU检测到保护信号下跳沿后，立即关断功率器件，保证了本机的安全，当故障状态修复后，变频器仍然正常工作；