專利名稱：一種制動單元的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
一種制動單元
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及變頻器制動技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種具有過流檢測功能的變頻器制動單元。
背景技術(shù)：
制動單元是變頻器中不可或缺的裝置，因此對制動單元工作過程中的保護(hù)措施十 分重要?，F(xiàn)有技術(shù)專利號為CN200320107860. 2的專利文件，公開了一種帶有模塊故障檢測 電路的制動單元，但是，當(dāng)IGBT模塊短路時，IGBT驅(qū)動信號不一定為低電平，例如離心甩干 機(jī)，由于它的慣性非常大，減速時間比較長，一旦在制動過程中IGBT模塊短路，電機(jī)還在高 速旋轉(zhuǎn)，一直在再生電能，變頻器的母線電壓通過制動電阻和IGBT模塊放電并不能降至制 動電壓以下，此時制動單元控制電路的驅(qū)動信號還是高電平，并沒有保護(hù)住制動單元。因此有必要提供一種制動單，它不僅能夠適用普通制動剎車的場合，還能適用慣 性大的場合，一旦在大慣性的場合下發(fā)生過流，也能夠保護(hù)IGBT模塊不受損壞。

發(fā)明內(nèi)容有鑒于此，本實用新型提供了一種即能適用普通制動剎車的場合，也能適用慣性 大的場合的制動單元，能及時地保護(hù)制動單元與變頻器。本實用新型是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的提供一種制動單元，該制動單元通過外界電阻與變頻器連通，該制動單元包括一 個控制板和一個絕緣柵雙極晶體管IGBT模塊，當(dāng)該變頻器制動時，該控制板上設(shè)置的IGBT 驅(qū)動電路驅(qū)動該IGBT模塊運(yùn)行，該IGBT驅(qū)動電路和該IGBT模塊之間還設(shè)有用于檢測該 IGBT模塊的Vce電壓進(jìn)行檢測的過流檢測電路，當(dāng)該過流檢測電路檢測到該IGBT模塊的Vce 電壓超過最大值時該IGBT驅(qū)動電路即封鎖輸出。提供一種如上所述的制動單元，該控制板上還設(shè)有IGBT驅(qū)動波形發(fā)生電路，該 IGBT驅(qū)動波形發(fā)生電路設(shè)有一個多諧振蕩器，其輸出一個周期性的方波，該方波經(jīng)由所述 光耦隔離放大后由該光耦的out引腳輸出至該IGBT模塊。本實用新型另一目的是提供一種制動單元，該制動單元包括一個殼體及與該殼體 配合的上蓋、多個接線端子、一個IGBT模塊、一個控制板、一個散熱器，及第一水泥電阻和 第二水泥電阻，該多個接線端子分別為直流電壓的正極、直流電壓的負(fù)極和PR，該多個接線 端子依次設(shè)置在該殼體的一端，該散熱器設(shè)置在該多個接線端子一旁；該IGBT模塊設(shè)置在 該散熱器上靠近該多個線端子的一端，該第一水泥電阻和第二水泥電阻設(shè)置在該散熱器的 另一端，該IGBT模塊與兩個水泥電阻之間還設(shè)有由導(dǎo)電材料制成的立柱，該控制板兩端分 別固定在該立柱和該IGBT模塊之上，該IGBT模塊和多個接線端子之間通過多根銅條導(dǎo)通。與現(xiàn)有技術(shù)相比，由于本實用新型在制動單元的IGBT驅(qū)動電路和IGBT模塊之間 設(shè)有用于檢測該IGBT模塊的V。E電壓進(jìn)行檢測的過流檢測電路，當(dāng)該過流檢測電路檢測到 該IGBT模塊的V。E電壓超過最大值時該IGBT驅(qū)動電路即封鎖輸出，這樣即使大慣性的場合下發(fā)生過流，也能夠保護(hù)IGBT模塊不受損壞。同時本實用新型還在IGBT驅(qū)動電路前設(shè)置了一個IGBT驅(qū)動波形發(fā)生電路，該IGBT驅(qū)動波形發(fā)生電路能夠產(chǎn)生一個周期性的方波，該 方波經(jīng)由所述光耦隔離放大后由該光耦的out引腳輸出至該IGBT模塊，因此能夠?qū)崿F(xiàn)采用 導(dǎo)通關(guān)斷交替的方式驅(qū)動IGBT模塊，可以有效的防止IGBT模塊一直處于導(dǎo)通狀態(tài)引起的 溫升過快過高的問題，進(jìn)一步的保護(hù)了 IGBT模塊。

圖1是本實用新型實施例的一種制動單元的制動原理示意圖；圖2是本實用新型實施例的制動單元的控制板的電路圖；圖3是本實用新型實施例制動單元的構(gòu)俯視圖；圖4是圖3的左視圖。
具體實施方式以下，結(jié)合附圖說明和具體實施方式
對本實用新型作進(jìn)一步的詳細(xì)描述。本實用新型的一個實施例采用如下的方法保護(hù)變頻器制動單元的IGBT模塊變 頻器開始制動時，制動單元控制板上的IGBT驅(qū)動電路驅(qū)動IGBT模塊，在所述IGBT驅(qū)動電 路驅(qū)動IGBT模塊時，該控制板上的過流檢測電路對IGBT模塊的VCE電壓進(jìn)行檢測，若檢測 到該IGBT模塊的VCE電壓超過最大值，該IGBT驅(qū)動電路立即封鎖輸出，從而保護(hù)IGBT模 塊。其中該過流檢測電路通過檢測該IGBT驅(qū)動電路中的光耦的DEAT引腳和VE引腳之間 的電壓來獲取IGBT模塊的VCE電壓。本實施例可以通過過流檢測電路實時對IGBT模塊的VCE電壓進(jìn)行檢測，在大慣性 的場合下發(fā)生過流時，及時封鎖IBGT驅(qū)動模塊的輸出，能夠保護(hù)IGBT模塊不受損壞。同時 為了防止IGBT模塊長時間一直處于導(dǎo)通狀態(tài)升溫過快、過高的問題，可以在本實施例的基 礎(chǔ)上增加一個IGBT驅(qū)動波形發(fā)生電路，該IGBT驅(qū)動波形發(fā)生電路在制動過程中產(chǎn)生一個 周期性的方波，該方波通過IGBT驅(qū)動電路隔離放大，最后驅(qū)動IGBT模塊，從而使其處于導(dǎo) 通、關(guān)斷交替狀態(tài)。參閱圖1，為具有過流檢測功能的制動單元的電氣原理圖。該制動單元通過外接制 動電阻與變頻器連接。該制動單元包括控制板和IGBT模塊。其工作過程是外接制動電阻 接到制動單元的P和ra上，而制動單元的P和N與變頻器的P和N接通，直流母線電壓由 變頻器的P和N提供，一般情況下交流三相380V整流后輸出的直流母線電壓為560V，當(dāng)變 頻器開始制動時，使直流母線電壓上升，并經(jīng)分壓產(chǎn)生+15V電壓和+5V電壓，當(dāng)直流母線電 壓升到700V時，并且+15V電壓是正常的，允許信號DRV變?yōu)楦唠娖?，此時IGBT驅(qū)動波形發(fā) 生電路開始工作。其中+15V電壓是通過水泥電阻分壓，再經(jīng)過穩(wěn)壓濾波得到的。IGBT驅(qū)動 波形發(fā)生電路輸出方波，波形通過IGBT驅(qū)動電路隔離放大，最后驅(qū)動IGBT模塊。在制動過 程中，IGBT過流檢測電路對IGBT模塊的VCE電壓進(jìn)行檢測，當(dāng)檢測到IGBT模塊的VCE電 壓超過最大值時，即制動電流超過IGBT模塊的最大電流，IGBT驅(qū)動電路立即封鎖輸出，以 保護(hù)IGBT模塊。請繼續(xù)參閱圖2，為制動單元的控制板的布線圖。該控制板上設(shè)有IGBT驅(qū)動波形 發(fā)生電路，IGBT驅(qū)動電路和過流檢測電路。[0019]該IGBT驅(qū)動波形發(fā)生電路，包括定時器U1，電阻Rl、R2，電容Cl、C2、C3，電阻R2的一端連接+5V電源，另一端連接定時器Ul的7腳，電阻Rl的一端連接定時器Ul的7腳， 另一端同時連接定時器Ul的6腳和2腳，電容C3的一端連接+5V電源，另一端接N，電容 Cl的一端連接定時器Ul的2腳，另一端接N，電容C2的一端連接定時器Ul的5腳，另一端 接N，定時器Ul的3腳連到光耦U2的1腳。該IGBT驅(qū)動電路，包括光耦U2，穩(wěn)壓管Zl (即第一穩(wěn)壓管)、Z2 (即第二穩(wěn)壓管)， 電阻R3、R4(即第四電阻)、R5(即第五電阻)，電容C4、C5、C6、C7 (即第七電容)，電容C4 的一端連光耦U2的1腳，另一端連光耦U2的2腳，光耦U2的2腳接N，電阻R3的一端連光 耦U2的3腳，另一端連光耦U2的5腳，電容C5的一端連光耦U2的5腳，另一端接N，光耦 U2的3腳接+5V電源，光耦U2的5腳接DRV，電容C6的一端接光耦U2的12、13腳，另一端 接N，光耦U2的12、13腳接+15V電源，第五電阻R5的一端接光耦U2的11腳(即out弓丨 腳)，另一端與第七電容C7、第二穩(wěn)壓管Z2、第四電阻R4的一端相連，第七電容C7、第四電 阻R4的另一端與N相連，第二穩(wěn)壓管Z2的另一端與第一穩(wěn)壓管Zl的一端相連，第一穩(wěn)壓 管Zl的另一端與N相連，即該第一穩(wěn)壓管和第二穩(wěn)壓管串聯(lián)后與第七電容、第四電阻并聯(lián) 在一起，光耦U2的4腳、8腳、9腳、10腳與N相連。 該過流檢測電路，包括電容C8 (即第八電容)，穩(wěn)壓管Z3 (即第三穩(wěn)壓管)，電阻 R6 (即第六電阻)，二極管Dl (即第一二極管)、D2 (即第二二極管)，電容C8 (即第八電容) 連接在光耦U2的14腳和16覺之間(即DEAT引腳和VE引腳之間)，該16引腳與N相連， 第三穩(wěn)壓管Z3的一端連光耦U2的14腳，另一端與第六電阻R6的一端相連，第六電阻R6
的另一端與第一二極管Dl相連，第一二極管Dl的另一端與第二二極管D2的一端相連，第 二二極管D2的另一端接PR。當(dāng)變頻器為非制動狀態(tài)時DRV為低電平，定時器Ul停止工作，光耦U2停止工作。 當(dāng)變頻器為制動狀態(tài)時DRV為高電平，定時器Ul開始工作，定時器Ul的3腳輸出一個固定 占空比的方波。當(dāng)DRV為高電平，波形通過光耦U2的1腳、2腳輸入，經(jīng)過光耦U2隔離放大 后從光耦U2的11腳輸出，輸出接有電阻R5，通過電阻R5接到IGBT的柵極，穩(wěn)壓管Z2、Zl 為限制驅(qū)動電壓，R4為放電電阻，保證了 IGBT及時關(guān)斷，光耦U2的14腳與16腳為過流檢 測口，I3R相當(dāng)于IGBT模塊的集電極，當(dāng)光耦U2的14腳與16腳電壓超過7V，即I3R與N間 電壓超過IGBT模塊的VCE最大電壓，此時光耦立即封鎖輸出。請一同參閱圖3和圖4，分別是本實用新型制動單元的一個實施例的結(jié)構(gòu)俯視圖 和左視圖。該制動單元具有一個殼體20以及與該殼體配合的上蓋10，該殼體2內(nèi)一端依次設(shè) 有多個接線端子第一接線端子1、第二接線端子2和第三接線端子3，其中第一接線端子為 直流電壓的正極，第二接線端子2為直流電壓的負(fù)極，第三接線端子3為PR(相當(dāng)于IGBT 模塊的集電極？)。該殼體20內(nèi)靠近該多個接線端子設(shè)有一個散熱器4，該散熱器4上靠 近第一、第二和第三接線端子的一端設(shè)有IGBT模塊5，另一端設(shè)有第一水泥電阻6和第二水 泥電阻7，IGBT模塊與兩個水泥電阻之間還設(shè)有由導(dǎo)電材料制成的立柱8 (如銅立柱)，該 制動單元的控制板9的兩端分別固定在立柱8和IGBT模塊5之上。該IGBT模塊的三個引 腳(引腳51、引腳52和引腳53)穿過該控制板9，并分別通過三根銅條(54、55和56)與第 一接線端子1、第二接線端子2和第三接線端子3連接。本實施例中個元件之間采用銅條連接，既能承受大電流又讓整個裝置美觀。本實用新型實施例在制動單元的IGBT驅(qū)動電路和IGBT模塊之間設(shè)有用于檢測該 IGBT模塊的Vce電壓進(jìn)行檢測的過流檢測電路，當(dāng)該過流檢測電路檢測到該IGBT模塊的Vce 電壓超過最大值時該IGBT驅(qū)動電路即封鎖輸出，這樣即使大慣性的場合下發(fā)生過流，也能 夠保護(hù)IGBT模塊不受損壞。同時本實用新型實施例還在IGBT驅(qū)動電路前設(shè)置了一個IGBT 驅(qū)動波形發(fā)生電路，該IGBT驅(qū)動波形發(fā)生電路能夠產(chǎn)生一個周期性的方波，該方波經(jīng)由所 述光耦隔離放大后由該光耦的out引腳輸出至該IGBT模塊，因此能夠?qū)崿F(xiàn)采用導(dǎo)通關(guān)斷交 替的方式驅(qū)動IGBT模塊，可以進(jìn)一步的防止IGBT模塊一直處于導(dǎo)通狀態(tài)引起的溫升過快 過高的問題。以上對本實用新型實施例所提供的一種制動單元及其IGBT模塊保護(hù)方法進(jìn)行了 詳細(xì)介紹，本文中應(yīng)用了具體個例對本實用新型的原理及實施方式進(jìn)行了闡述，以上實施 例的說明只是用于幫助理解本實用新型的方法及其核心思想；同時，對于本領(lǐng)域的一般技 術(shù)人員，依據(jù)本實用新型的思想，在具體實施方式
及應(yīng)用范圍上均會有改變之處，綜上所 述，本說明書內(nèi)容不應(yīng)理解為對 本實用新型的限制。
權(quán)利要求一種制動單元，該制動單元通過一個外界電阻與變頻器連通，該制動單元包括一個控制板和一個絕緣柵雙極晶體管IGBT模塊，當(dāng)該變頻器制動時，該控制板上設(shè)置的IGBT驅(qū)動電路驅(qū)動該IGBT模塊運(yùn)行，其特征在于該IGBT驅(qū)動電路和該IGBT模塊之間還設(shè)有用于檢測該IGBT模塊的VCE電壓進(jìn)行檢測的過流檢測電路，當(dāng)該過流檢測電路檢測到該IGBT模塊的VCE電壓超過最大值時該IGBT驅(qū)動電路即封鎖輸出。
2.如權(quán)利要求1所述的制動單元，其特征在于該IGBT驅(qū)動電路包括一個光耦，該過 流檢測電路包括依次連接的第三穩(wěn)壓管、第六電阻、第一二極管和第二二極管，該第三穩(wěn)壓 管一端與該第六電阻連接，另一端與該光耦的DEAT引腳相連，該第二二極管一端與第一二 極管相連，另一端與該IGBT模塊的集電極相連，該過流檢測電路還包括一個第八電容，該 第八電容連接在該光耦的DEAT引腳和VE引腳之間，該VE引腳同時與N線連通，所述IGBT 模塊的Vce電壓即為該DEAT引腳和該VE引腳之間的電壓。
3.如權(quán)利要求2所述的制動單元，其特征在于該控制板上還設(shè)有IGBT驅(qū)動波形發(fā)生 電路，該IGBT驅(qū)動波形發(fā)生電路設(shè)有一個多諧振蕩器，其輸出一個周期性的方波，該方波 經(jīng)由所述光耦隔離放大后由該光耦的out引腳輸出至該IGBT模塊。
4.如權(quán)利要求3所述的制動單元，其特征在于該out引腳連接有第五電阻，通過該第 五電阻連接到該IGBT模塊的柵極，該out引腳還設(shè)有用于放電的第四電阻和用于限制驅(qū)動 電壓的第一穩(wěn)壓管、第二穩(wěn)壓管，以及第七電容，其中該第一穩(wěn)壓管和第二穩(wěn)壓管串聯(lián)后與 第七電容、第四電阻并聯(lián)在一起，然后與N線相連。
5.如權(quán)利要求3所述的制動單元，其特征在于所述IGBT驅(qū)動波形發(fā)生電路輸出的周 期性的方波為固定占空比方波。
6.一種制動單元，該制動單元包括一個殼體及與該殼體配合的上蓋、多個接線端子、一 個IGBT模塊、一個控制板、一個散熱器，及第一水泥電阻和第二水泥電阻，該多個接線端子 分別為直流電壓的正極、直流電壓的負(fù)極和PR，其特征在于，該多個接線端子依次設(shè)置在該 殼體的一端，該散熱器設(shè)置在該多個接線端子一旁；該IGBT模塊設(shè)置在該散熱器上靠近該 多個線端子的一端，該第一水泥電阻和第二水泥電阻設(shè)置在該散熱器的另一端，該IGBT模 塊與兩個水泥電阻之間還設(shè)有由導(dǎo)電材料制成的立柱，該控制板兩端分別固定在該立柱和 該IGBT模塊之上，該IGBT模塊和多個接線端子之間通過多根銅條導(dǎo)通。
專利摘要本實用新型提供了一種制動單元。該制動單元的IGBT驅(qū)動電路和IGBT模塊之間設(shè)有用于檢測該IGBT模塊的VCE電壓進(jìn)行檢測的過流檢測電路，當(dāng)該過流檢測電路檢測到該IGBT模塊的VCE電壓超過最大值時該IGBT驅(qū)動電路即封鎖輸出，這樣即使大慣性的場合下發(fā)生過流，也能夠保護(hù)IGBT模塊不受損壞。
文檔編號H02P3/22GK201571006SQ20092020005
公開日2010年9月1日 申請日期2009年11月16日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月16日
發(fā)明者肖海樂 申請人:肖海樂