[实用新型]一种隔离型IGBT桥臂直通互锁保护器

说明书

技术领域

本实用新型涉及互锁保护技术领域，特别是涉及IGBT桥臂直通互锁保护器。

背景技术

桥臂直通是IGBT在使用过程中最严重的故障，该故障直接导致IGBT爆炸，因此，防止IGBT桥臂直通一直是业界重视的问题。目前，现有技术防止IGBT直通的保护设计主要有以下几种：

一种是采用IC过电流检测的保护设计。当IGBT桥臂直通发生时，通过桥臂的电流IC在瞬间达到短路电流，采用IC过电流检测保护的目的就是要在桥臂直通发生之后的瞬间，在极短的时间内检测到过流信号，并将该过流信号反馈给控制器，关断PWM驱动信号避免过流的进一步发生。由于过流发生在先，检测反馈在后，该方法往往由于检测反馈不及时而造成IGBT烧毁。

第二种是采用检测Vce退饱和压降的保护设计。当IGBT桥臂直通发生时，由于IC电流的上升率极高，造成IGBT退饱和的现象发生，使得Vce压降在极短时间内快速升高，检测Vce压降的方法就是要在桥臂直通发生之后的瞬间，在极短的时间内检测到退饱和压降Vce升高的信号，并将该信号反馈给控制器，关断PWM驱动信号避免直通的进一步发生。同样，该方法由于桥臂直通故障发生在先，检测反馈在后，往往由于检测反馈不及时而造成IGBT烧毁。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种隔离型IGBT桥臂直通互锁保护器，该保护器具有隔离特性及高可靠性，并具有预先判断功能，在直通故障发生之前就产生互锁，从而避免IGBT桥臂直通故障的发生。

为了达到上述目的，本实用新型的技术方案如下：

所述的一种隔离型IGBT桥臂直通互锁保护器包括一台主机、一条PWM驱动信号A电缆、一条PWM驱动信号B电缆和一条辅助电源电缆。主机有一个长方形外壳，主机外壳的一个侧面设有PWM驱动信号A插座和PWM驱动信号B插座，PWM驱动信号A插座与PWM驱动信号A电缆相连，PWM驱动信号B插座与PWM驱动信号B电缆相连；主机另一个侧面设有辅助电源插座，该辅助电源插座与辅助电源电缆相连；主机外壳内部装有一块电路板，该电路板的电路由PWM驱动信号光电隔离互锁输入电路、驱动信号前级变换电路、高低压变换电路、IGBT栅极驱动电路、IGBT桥臂电路组成；电路板上的PWM驱动信号A与主机外壳的PWM驱动信号A插座相连，电路板上的PWM驱动信号B与主机外壳的PWM驱动信号B插座相连，电路板的+20VA、+20VB以及VDC与主机外壳的辅助电源插座相连。

所述的PWM驱动信号光电隔离互锁输入电路由光电隔离器件U1、光电隔离器件U2、PWM驱动信号A、PWM驱动信号B以及输入电阻R8组成，PWM驱动信号A与PWM驱动信号B的相位相反，光电隔离器件U1的管脚2与光电隔离器件U2的管脚3相连，光电隔离器件U1的管脚3与光电隔离器件U2的管脚2相连，PWM驱动信号A经电阻R8和光电隔离器件U1的管脚2与光电隔离器件U2的管脚3之间的连线相接，PWM驱动信号B直接和光电隔离器件U1的管脚3与光电隔离器件U2的管脚2之间的连线相接。

所述的驱动信号前级变换电路由电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R9、电阻R10、电阻R11、电阻R12以及晶体管Q2、晶体管Q5组成，光电隔离器件U1的管脚8经电阻R1与电源+20VA相连，光电隔离器件U1的管脚6经电阻R4与晶体管Q2管脚1相连，光电隔离器件U1的管脚5与地线GNDA相连；光电隔离器件U2的管脚8经电阻R9与电源+20VB相连，光电隔离器件U2的管脚6经电阻R12与晶体管Q5管脚1相连，光电隔离器件U2的管脚5与地线GNDB相连，晶体管Q2管脚2经电阻R3与电源+20VA相连，晶体管Q2管脚3与地线GNDA相连；R4与Q2之间的引出线经电阻R2与电源+20VA相连；晶体管Q5管脚2经电阻R11与电源+20VB相连，晶体管Q2管脚3与地线GNDB相连；R12与晶体管Q5之间的引出线经电阻R10与电源+20VB相连。