本實(shí)用新型涉及電力電子技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種絕緣柵雙極晶體管檢測(cè)保護(hù)電路及高壓變頻器。

背景技術(shù)：

現(xiàn)有高壓變頻器產(chǎn)品在現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用過程中，功率單元驅(qū)動(dòng)電路中的絕緣柵雙極晶體管(Insulated Gate Bipolar Transistor，簡(jiǎn)稱IGBT)會(huì)受到各種情況的影響而失效。如圖1所示，為高壓變頻器功率單元驅(qū)動(dòng)電路采用HCPL-316J芯片檢測(cè)IGBT退保和的原理電路圖；該電路通過芯片HCPL-316J對(duì)IGBT退保和進(jìn)行檢測(cè)。

但是，在實(shí)際檢測(cè)過程中，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有技術(shù)中至少存在如下問題：

現(xiàn)有技術(shù)中由于IGBT驅(qū)動(dòng)電路所在的驅(qū)動(dòng)芯片HCPL-316J故障，不能報(bào)出短路故障，從而引起IGBT失效。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型提供了一種絕緣柵雙極晶體管檢測(cè)保護(hù)電路及高壓變頻器，以解決采用由于IGBT驅(qū)動(dòng)電路所在的驅(qū)動(dòng)芯片HCPL-316J故障，不能報(bào)出短路故障，從而引起IGBT失效的問題。

根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)方面，提供了一種絕緣柵雙極晶體管檢測(cè)保護(hù)電路，該電路包括：絕緣柵雙極晶體管退飽和檢測(cè)支路、光耦隔離支路、信號(hào)整形支路；

所述絕緣柵雙極晶體管退飽和檢測(cè)支路，用于檢測(cè)絕緣柵雙極晶體管在開通狀態(tài)下集電極和發(fā)射極之間的電壓信號(hào)；

所述光耦隔離支路，用于將所述絕緣柵雙極晶體管在開通狀態(tài)下集電極和發(fā)射極之間的電壓信號(hào)的功率部分信號(hào)與控制部分隔離，并將所述電壓信號(hào)轉(zhuǎn)化為所述信號(hào)整形支路的輸入信號(hào)；

所述信號(hào)整形支路，用于將所述信號(hào)整形支路的輸入信號(hào)中失真的信號(hào)進(jìn)行修復(fù)，將修復(fù)后的電壓信號(hào)發(fā)送給控制芯片。

根據(jù)本實(shí)用新型的另一個(gè)方面，提供了一種電高壓變頻器，該高壓變頻器包括：絕緣柵雙極晶體管檢測(cè)保護(hù)電路；該絕緣柵雙極晶體管檢測(cè)保護(hù)電路包括：絕緣柵雙極晶體管退飽和檢測(cè)支路、光耦隔離支路、信號(hào)整形支路；

所述絕緣柵雙極晶體管退飽和檢測(cè)支路，用于檢測(cè)絕緣柵雙極晶體管在開通狀態(tài)下集電極和發(fā)射極之間的電壓信號(hào)；

所述光耦隔離支路，用于將所述絕緣柵雙極晶體管在開通狀態(tài)下集電極和發(fā)射極之間的電壓信號(hào)的功率部分信號(hào)與控制部分隔離，并將所述電壓信號(hào)轉(zhuǎn)化為所述信號(hào)整形支路的輸入信號(hào)；

所述信號(hào)整形支路，用于將所述信號(hào)整形支路的輸入信號(hào)中失真的信號(hào)進(jìn)行修復(fù)，將修復(fù)后的電壓信號(hào)發(fā)送給控制芯片。

本實(shí)用新型的有益效果是：本實(shí)用新型技術(shù)方案通過絕緣柵雙極晶體管退飽和檢測(cè)支路檢測(cè)絕緣柵雙極晶體管在開通狀態(tài)下集電極和發(fā)射極之間的電壓信號(hào)；所述光耦隔離支路將所述絕緣柵雙極晶體管在開通狀態(tài)下集電極和發(fā)射極之間的電壓信號(hào)的功率部分信號(hào)與控制部分隔離，并將所述電壓信號(hào)轉(zhuǎn)化為所述信號(hào)整形支路的輸入信號(hào)；所述信號(hào)整形支路將所述信號(hào)整形支路的輸入信號(hào)中失真的信號(hào)進(jìn)行修復(fù)，將修復(fù)后的電壓信號(hào)發(fā)送給控制芯片，從而避免了由于所述絕緣柵雙極晶體管所在的驅(qū)動(dòng)芯片HCPL-316J故障，無法上報(bào)短路故障，而引起IGBT失效。

附圖說明

圖1是現(xiàn)有技術(shù)中采用HCPL-316J芯片檢測(cè)IGBT退保和原理電路圖；

圖2是本實(shí)用新型一個(gè)實(shí)施例的一種絕緣柵雙極晶體管檢測(cè)保護(hù)電路結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是本實(shí)用新型一個(gè)實(shí)施例的一種絕緣柵雙極晶體管檢測(cè)保護(hù)電路圖；

圖4是本實(shí)用新型一個(gè)實(shí)施例的一種絕緣柵雙極晶體管檢測(cè)保護(hù)電路中所述絕緣柵雙極晶體管退飽和檢測(cè)支路21電路圖；

圖5是本實(shí)用新型一個(gè)實(shí)施例的一種絕緣柵雙極晶體管檢測(cè)保護(hù)電路中所述光耦隔離支路22電路圖；

圖6是本實(shí)用新型一個(gè)實(shí)施例的一種絕緣柵雙極晶體管檢測(cè)保護(hù)電路中所述信號(hào)整形支路23電路圖。

具體實(shí)施方式

實(shí)施例一

圖2是本實(shí)用新型一個(gè)實(shí)施例的一種絕緣柵雙極晶體管檢測(cè)保護(hù)電路結(jié)構(gòu)示意圖，參見圖2，該電路包括：絕緣柵雙極晶體管退飽和檢測(cè)支路21、光耦隔離支路22、信號(hào)整形支路23；

所述絕緣柵雙極晶體管退飽和檢測(cè)支路21，用于檢測(cè)絕緣柵雙極晶體管在開通狀態(tài)下集電極和發(fā)射極之間的電壓信號(hào)；

所述光耦隔離支路22，用于將所述絕緣柵雙極晶體管在開通狀態(tài)下集電極和發(fā)射極之間的電壓信號(hào)的功率部分信號(hào)與控制部分隔離，并將所述電壓信號(hào)轉(zhuǎn)化為所述信號(hào)整形支路的輸入信號(hào)；

所述信號(hào)整形支路23，用于將所述信號(hào)整形支路的輸入信號(hào)中失真的信號(hào)進(jìn)行修復(fù)，將修復(fù)后的電壓信號(hào)發(fā)送給控制芯片。

本實(shí)用新型的有益效果是：本實(shí)用新型技術(shù)方案通過絕緣柵雙極晶體管退飽和檢測(cè)支路檢測(cè)絕緣柵雙極晶體管在開通狀態(tài)下集電極和發(fā)射極之間的電壓信號(hào)；所述光耦隔離支路將所述絕緣柵雙極晶體管在開通狀態(tài)下集電極和發(fā)射極之間的電壓信號(hào)的功率部分信號(hào)與控制部分隔離，并將所述電壓信號(hào)轉(zhuǎn)化為所述信號(hào)整形支路的輸入信號(hào)；所述信號(hào)整形支路將所述信號(hào)整形支路的輸入信號(hào)中失真的信號(hào)進(jìn)行修復(fù)，將修復(fù)后的電壓信號(hào)發(fā)送給控制芯片，從而避免了由于所述絕緣柵雙極晶體管所在的驅(qū)動(dòng)芯片HCPL-316J故障，無法上報(bào)短路故障，而引起IGBT失效。

實(shí)施例二

圖3是本實(shí)用新型一個(gè)實(shí)施例的一種絕緣柵雙極晶體管檢測(cè)保護(hù)電路圖，參見圖3，該電路包括：絕緣柵雙極晶體管退飽和檢測(cè)支路21、光耦隔離支路22、信號(hào)整形支路23；

基于以上實(shí)施例一，本實(shí)用新型中所述絕緣柵雙極晶體管退飽和檢測(cè)支路21如圖4所示，包括：第四電阻R4，第五電阻R5，第七電阻R7，第一電容C1,第一開關(guān)管Q1，第一二極管D1，第二二極管D2，第一穩(wěn)壓管ZD1；

所述第一二極管D1正極端接所述第五電阻R5一端，所述第一二極管D1負(fù)極端接所述絕緣柵雙極晶體管的集電極；

所述第五電阻R5另一端接所述第四電阻R4、所述第一穩(wěn)壓管ZD1負(fù)極端與所述第二二極管D2負(fù)極端的連接端；所述第四電阻R4另一端接電源；所述第二二極管D2正極端接所述第七電阻R7、第一電容C1與所述第一開關(guān)管Q1發(fā)射極的連接端；

所述第一穩(wěn)壓管ZD1正極端接所述第七電阻R7、所述第一電容C1與所述第一開關(guān)管Q1基極的連接端；

所述第七電阻R7另一端接地；

所述第一電容C1另一端接地；

所述第一開關(guān)管Q1集電極輸出所述絕緣柵雙極晶體管在開通狀態(tài)下集電極和發(fā)射極之間的電壓信號(hào)給所述光耦隔離支路。

需要說明的是，圖中電阻R4為上拉電阻，當(dāng)IGBT退保和時(shí)，提供三極管Q1開通電流；電阻R5為限流電阻；電阻R7為偏置電阻；電容C1為濾波電容；開關(guān)管Q1在工作在飽和區(qū)，進(jìn)行信號(hào)放大。

圖中二極管D1正向?qū)?，反向截止。?dāng)IGBT退飽和時(shí)，D1截止導(dǎo)通；IGBT開通在飽和區(qū)時(shí)，D1正向?qū)ā2作用：保護(hù)二極管。

圖中ZD1為穩(wěn)壓管；其穩(wěn)壓值大小取決于要保護(hù)IGBT的Vce值的大小。

圖中TP2為信號(hào)測(cè)試點(diǎn)2。

圖中J2為待檢測(cè)IGBT的接線端子。

其中，所述光耦隔離支路22如圖5所示，包括：第一電阻R1，第三電阻R3和第二光耦I(lǐng)C2；所述第二光耦I(lǐng)C2輸入管腳1用于接收所述絕緣柵雙極晶體管在開通狀態(tài)下集電極和發(fā)射極之間的電壓信號(hào)；所述第二光耦I(lǐng)C2輸入管腳2接所述第三電阻R3一端；所述第二光耦I(lǐng)C2輸出管腳3用于輸出所述信號(hào)整形支路的輸入信號(hào)；所述第二光耦I(lǐng)C2輸出管腳4接地；所述第三電阻R3另一端接輸入電源；所述第一電阻R1另一端接輸出電源。

需要說明的是，圖中電阻R1為上拉電阻，電阻R3為限流電阻，第二光耦I(lǐng)C2用于光隔離，SC Signa Out為檢測(cè)IGBT退飽和隔離后的信號(hào)，SC Signa In為檢測(cè)IGBT退飽和的信號(hào)。

其中，所述信號(hào)整形支路23如圖6所示，包括：信號(hào)整形芯片IC1A；

所述信號(hào)整形芯片IC1A輸入端1接收所述第二光耦I(lǐng)C2輸出管腳3輸出的所述信號(hào)整形支路的輸入信號(hào)；

所述信號(hào)整形芯片IC1A輸出端2將經(jīng)過整形處理的輸入信號(hào)發(fā)送給控制芯片。

需要說明的是，圖中TP1為測(cè)試點(diǎn)1，用于測(cè)試整形后信號(hào)；信號(hào)整形芯片IC1A可以采用信號(hào)整形芯片74HC14，所述信號(hào)整形芯片74HC14管腳1是輸入管腳，管腳2是所述信號(hào)整形芯片74HC14的輸出管腳。

還需要說明的是，所述信號(hào)整形芯片IC1A、第二光耦I(lǐng)C2、第一開關(guān)管Q1都可以可以被相同功能的器件進(jìn)行等效替換，此處不在一一列舉。

實(shí)施例三

實(shí)用新型一個(gè)實(shí)施例的一種高壓變頻器；該高壓變頻器包括：絕緣柵雙極晶體管檢測(cè)保護(hù)電路；所述絕緣柵雙極晶體管檢測(cè)保護(hù)電路包括：絕緣柵雙極晶體管退飽和檢測(cè)支路21、光耦隔離支路22、信號(hào)整形支路23；

所述絕緣柵雙極晶體管退飽和檢測(cè)支路21，用于檢測(cè)絕緣柵雙極晶體管在開通狀態(tài)下集電極和發(fā)射極之間的電壓信號(hào)；

所述光耦隔離支路22，用于將所述絕緣柵雙極晶體管在開通狀態(tài)下集電極和發(fā)射極之間的電壓信號(hào)的功率部分信號(hào)與控制部分隔離，并將所述電壓信號(hào)轉(zhuǎn)化為所述信號(hào)整形支路的輸入信號(hào)；

所述信號(hào)整形支路23，用于將所述信號(hào)整形支路的輸入信號(hào)中失真的信號(hào)進(jìn)行修復(fù)，將修復(fù)后的電壓信號(hào)發(fā)送給控制芯片。

本實(shí)用新型的有益效果是：本實(shí)用新型技術(shù)方案通過絕緣柵雙極晶體管退飽和檢測(cè)支路檢測(cè)絕緣柵雙極晶體管在開通狀態(tài)下集電極和發(fā)射極之間的電壓信號(hào)；所述光耦隔離支路將所述絕緣柵雙極晶體管在開通狀態(tài)下集電極和發(fā)射極之間的電壓信號(hào)的功率部分信號(hào)與控制部分隔離，并將所述電壓信號(hào)轉(zhuǎn)化為所述信號(hào)整形支路的輸入信號(hào)；所述信號(hào)整形支路將所述信號(hào)整形支路的輸入信號(hào)中失真的信號(hào)進(jìn)行修復(fù)，將修復(fù)后的電壓信號(hào)發(fā)送給控制芯片，從而避免了由于所述絕緣柵雙極晶體管所在的驅(qū)動(dòng)芯片HCPL-316J故障，無法上報(bào)短路故障，而引起IGBT失效。

需要說明的是，此處所述絕緣柵雙極晶體管檢測(cè)保護(hù)電路的原理與實(shí)施例一和實(shí)施例二相同，此處不再贅述。

以上所述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，并非用于限定本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍內(nèi)。