[发明专利]一种大功率IGBT温度采集保护电路

说明书

技术领域

本发明涉及电力电子保护领域，尤其涉及一种大功率IGBT温度采集保护电路。

背景技术

自世界上第一只MOSFET及IGBT问世以来,电压控制型电力电子器件特别是IGBT正经历一个飞速发展的过程。IGBT单模块器件的电压越做越高，电流越做越大。同时,与之配套的驱动器件也得到了大力发展。随着器件应用领域越来越广，电源设备变换功率越来越大，对于IGBT温度采集及保护方面已经有很多的方法，但由于高压IGBT功率高频工作时，产生的di/dt,dv/dt容易对采集电路产生干扰及损坏，因此需要采取抗干扰能力强的隔离方式采集温度并能及时的保护。

IGBT作为一种大功率的复合器件，随着IGBT功率增大，开关损耗以及导通损耗增大，使得IGBT的结温升高，当IGBT结温超过175度时，IGBT损坏，因此需要合理的设计散热，当IGBT电流过大时散热器件不能及时将热量散出去，IGBT就会烧坏。

一种IGBT模块过温保护电路（专利号2010201111182.7），此模块保护单独加隔离电源，使得电路复杂且可靠性降低，提高成本，滞环比较电路未采用单相滞环保护电路，由于电阻的温漂原因，保护的精度及可靠性不理想。

发明内容

本发明的目的就是为了解决上述问题，提供一种大功率IGBT温度采集保护电路，它具有实时检测IGBT温度，且能及时采取保护措施，可以提高设备工作的可靠性的优点。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种大功率IGBT温度采集保护电路，包括

用于采集IGBT元件温度的IGBT温度采集电路；以及

接收所述IGBT温度采集电路输出的信号并进行处理的IGBT双单向滞环温度保护电路；

所述IGBT温度采集电路包括

用于采集IGBT元件温度的温度采集元件，所述温度采集元件将采集到的温度数据传输给用于滤波抗干扰的滤波电路，所述滤波电路将处理后的数据传输给差分负反馈电路进行隔离输出，输出温度电压信号；

所述IGBT双单向滞环温度保护电路包括

彼此并联的单向滞环低温保护电路和高温单向保护电路，所述单向滞环低温保护电路和高温单向保护电路分别通过各自的运算放大器接收来自所述IGBT温度采集电路输出的温度电压信号并进行保护处理。

所述温度采集元件为负温度系数热敏电阻NTC1；

所述滤波电路包括滤波电感L1、滤波电感L2、电容C6、电阻R13；

所述差分负反馈电路包括电阻R15、电阻R16、电阻R18、电阻R19和TL084运算放大器U2A；所述负温度系数热敏电阻NTC1的两端分别连接到滤波电感L1的第一端部和滤波电感L2的第一端部，所述电容C6分别连接到滤波电感L1的第二端部和滤波电感L2的第二端部，所述滤波电感L1的第二端部接地，所述滤波电感L2的第二端部通过电阻R13接-15V电源，所述滤波电感L1的第二端部还通过电阻R18连接到TL084运算放大器U2A的同相输入端，所述滤波电感L2的第二端部还通过电阻R16连接到TL084运算放大器U2A的反相输入端，所述TL084运算放大器U2A的同相输入端还通过电阻R15接地，所述TL084运算放大器U2A的反相输入端通过电阻R19连接TL084运算放大器U2A的输出端。

所述单向滞环低温保护电路包括电容C7，所述电容C7并联到热敏电阻RT1两端，所述热敏电阻RT1的第一端部接地，所述热敏电阻RT1的第二端部通过电阻R20接+15V电源，所述热敏电阻RT1的第二端部接LM2904运算放大器U3A同相输入端，所述热敏电阻RT1的第二端部通过电阻R24连接到双向二极管D4的第一输入端，所述LM2904运算放大器U3A反相输入端接地，所述LM2904运算放大器U3A输出端连接到双向二极管D4的输出端上，所述双向二极管D4的第二输入端通过上拉电阻R22与+15V电源连接。

所述高温单向保护电路包括电阻R23、电阻R25、热敏电阻RT2、LM2904运算放大器、电容C8和双向二极管D5，所述双向二极管D5的第一输入端通过上拉电阻R22与+15V电源连接，所述双向二极管D5的第二输入端通过电阻R25接地，所述双向二极管D5的输出端与LM2904运算放大器U3B的输出端连接，所述LM2904运算放大器U3B的同相输入端接地，所述LM2904运算放大器U3B的反相输入端通过电容C8接地，所述电容C8与热敏电阻RT2并联，所述LM2904运算放大器U3B的同相输入端还通过电阻R23连接到+15V电源上。