專利名稱：一種igbt模塊過溫保護(hù)電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種過溫保護(hù)電路，尤其是一種IGBT模塊過溫保護(hù)電路。
背景技術(shù)：
絕緣雙極晶體管(InsulatedGate Bipolar Transistor，簡稱 IGBT)是目前應(yīng) 用最廣，使用效率最高的電力電子器件之一。過壓、過流和過溫保護(hù)是IGBT應(yīng)用中最為關(guān) 鍵的技術(shù)。而在IGBT的應(yīng)用過程中由于散熱不力、溫度保護(hù)不及時可靠，經(jīng)常會發(fā)生由于 IGBT管芯溫度過高而發(fā)生爆炸的情況。目前通常采用溫度傳感器來對IGBT模塊進(jìn)行過溫保護(hù)，如通過在IGBT模塊內(nèi)部 封裝負(fù)溫度系數(shù)(Negative Temperature Coefficient，簡稱NTC)溫度傳感器來檢測IGBT 模塊的溫度。由于NTC溫度傳感器封裝在IGBT模塊的內(nèi)部基板上，因此能及時反映出接近 IGBT管芯的溫度，給IGBT過溫保護(hù)提供了較有效的途徑。然而目前公知的設(shè)置在IGBT模塊內(nèi)部的NTC溫度傳感器與IGBT模塊驅(qū)動電路共 用同一電源電路，IGBT本身的電流變化易對該電源電路產(chǎn)生干擾影響，導(dǎo)致NTC溫度傳感 器測試不準(zhǔn)保護(hù)誤動作。

實用新型內(nèi)容本實用新型針對上述現(xiàn)有技術(shù)中用于對IGBT模塊進(jìn)行過溫保護(hù)的溫度傳感器由 于與IGBT模塊驅(qū)動電路共用同一電源電路，IGBT本身的電流變化易對該電源電路產(chǎn)生干 擾影響，導(dǎo)致溫度傳感器測試不準(zhǔn)保護(hù)誤動作的缺陷，提出了一種IGBT模塊過溫保護(hù)電路。本實用新型實施例提供的IGBT模塊過溫保護(hù)電路，其中所述過溫保護(hù)電路包括 給IGBT模塊的溫度傳感器供電的隔離供電電源。所述溫度傳感器設(shè)置在IGBT模塊內(nèi)部或外部。所述隔離供電電源為電壓源或電流源。所述電壓源為穩(wěn)壓源。所述電流源為恒流源。所述過溫保護(hù)電路還包括比較電路，其輸入端與IGBT模塊的溫度傳感器連接。所述比較電路為回滯比較電路。所述過溫保護(hù)電路還包括故障輸出電路，其輸入端與比較電路的輸出端連接。所述故障輸出電路包括故障輸出模塊和指示模塊。所述故障輸出模塊為雙節(jié)點輸出，所述指示模塊為LED指示。本實用新型實施例提供的IGBT模塊過溫保護(hù)電路，通過給IGBT模塊的溫度傳感 器提供單獨的隔離供電電源，實現(xiàn)了隔離供電，從而避免了現(xiàn)有技術(shù)中由于用于對IGBT模 塊進(jìn)行過溫保護(hù)的溫度傳感器與IGBT模塊驅(qū)動電路共用同一電源電路，IGBT本身的電流 變化易對該電源電路產(chǎn)生干擾影響，導(dǎo)致溫度傳感器測試不準(zhǔn)保護(hù)誤動作的缺陷；進(jìn)一步地，隔離供電電源可以選用恒流源，能有效地抑制了 IGBT模塊本身電流變化對IGBT模塊過 溫保護(hù)電路產(chǎn)生的干擾；更進(jìn)一步地，IGBT模塊過溫保護(hù)電路還可以包括回滯比較電路， 能夠方便根據(jù)要求改變溫度保護(hù)和恢復(fù)閥值，并且由于兩閥值間死區(qū)的存在提高了保護(hù)電 路的可靠性。

圖1為本實用新型一種IGBT模塊過溫保護(hù)電路實施例一的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本實用新型一種IGBT模塊過溫保護(hù)電路實施例二的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本實用新型一種IGBT模塊過溫保護(hù)電路實施例三的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為本實用新型一種IGBT模塊過溫保護(hù)電路實施例四的結(jié)構(gòu)示意圖；圖5為本實用新型一種IGBT模塊過溫保護(hù)電路實施例五的電路圖。
具體實施方式
為使本實用新型的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，
以下結(jié)合附圖對本實用新型 實施方式進(jìn)行進(jìn)一步的詳細(xì)描述。圖1為本實用新型一種IGBT模塊過溫保護(hù)電路實施例一的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖1 所示，該過溫保護(hù)電路包括給IGBT模塊的溫度傳感器B供電的隔離供電電源A。該實施例，通過給IGBT模塊的溫度傳感器提供單獨的隔離供電電源，實現(xiàn)了隔離 供電，從而避免了由于用于對IGBT模塊進(jìn)行過溫保護(hù)的溫度傳感器與IGBT模塊驅(qū)動電路 共用同一電源電路，IGBT本身的電流變化易對該電源電路產(chǎn)生干擾影響，導(dǎo)致溫度傳感器 測試不準(zhǔn)保護(hù)誤動作的缺陷。圖2為本實用新型一種IGBT模塊過溫保護(hù)電路實施例二的結(jié)構(gòu)示意圖。該實施 例相對于實施例一，IGBT模塊過溫保護(hù)電路還包括比較電路，其輸入端與IGBT模塊的溫 度傳感器B連接。優(yōu)選地，比較電路可以選擇回滯比較電路C，回滯比較電路C的特性是當(dāng)輸入大于 上限閥值(UTH)電平時電路輸出為高，當(dāng)輸入小于下限閥值(UTL)電平時輸出才恢復(fù)低電 位。這樣就可以根據(jù)實際需要保護(hù)的溫度閥值和散熱條件進(jìn)行過溫保護(hù)值和恢復(fù)值的調(diào)
iF. ο該實施例，通過在IGBT模塊過溫保護(hù)電路中進(jìn)一步設(shè)置回滯比較電路，能夠方便 根據(jù)實際散熱條件要求改變溫度保護(hù)和恢復(fù)閥值，并且由于兩閥值間死區(qū)的存在提高了保 護(hù)電路的可靠性。圖3為本實用新型一種IGBT模塊過溫保護(hù)電路實施例三的結(jié)構(gòu)示意圖。該實施 例相對于實施例二，IGBT模塊過溫保護(hù)電路還包括故障輸出電路D，其輸入端與回滯比較 電路C的輸出端連接。故障輸出電路可以包括用于進(jìn)行故障輸出的故障輸出模塊和用于狀 態(tài)指示的指示模塊。故障輸出模塊可以為繼電器的雙節(jié)點輸出，指示模塊可以為LED指示。該實施例中，當(dāng)比較輸出保護(hù)和恢復(fù)信號時，故障輸出電路進(jìn)行放大并給出相應(yīng) 的繼電器結(jié)點驅(qū)動輸出和狀態(tài)指示，可以用來驅(qū)動相應(yīng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)采取相應(yīng)措施。上述實施例一至三中的隔離供電電源可以為電流源或電壓源。其中電壓源可以為 穩(wěn)壓源，電流源可以為恒流源。[0031 ] 上述實施例一至三中的溫度傳感器可以設(shè)置在IGBT模塊內(nèi)部，如NTC溫度傳感器 封裝在IGBT模塊的內(nèi)部基板上；溫度傳感器也可以設(shè)置在IGBT模塊外部，如外置的相關(guān)溫 度傳感器。圖4為本實用新型一種IGBT模塊過溫保護(hù)電路實施例四的結(jié)構(gòu)示意圖。該實施 例相對于實施例三，隔離供電電源為恒流源A1，過溫保護(hù)電路是通過對封裝在IGBT模塊的 內(nèi)部基板上的NTC溫度傳感器B1進(jìn)行測量以進(jìn)行過溫保護(hù)。NTC溫度傳感器B1為是包含在IGBT模塊內(nèi)部的溫度感測量器件，它是一個負(fù)溫度 系數(shù)的熱敏電阻，溫度越高表現(xiàn)出阻值越小，由于NTC溫度傳感器封裝在IGBT模塊的內(nèi)部 基板上，能及時反映出接近IGBT管芯的溫度，因此對IGBT模塊提供了有效的過溫保護(hù)。選用恒流源A1作為隔離供電電源，能有效地抑制了 IGBT模塊本身電流變化對 IGBT模塊過溫保護(hù)電路產(chǎn)生的干擾。圖5為本實用新型一種IGBT模塊過溫保護(hù)電路實施例五的電路圖。該實施例是一 種應(yīng)用于開關(guān)磁阻電機(jī)控制器系統(tǒng)的IGBT模塊的溫度保護(hù)事例。過溫保護(hù)電路是通過對 封裝在IGBT模塊的內(nèi)部基板上的NTC溫度傳感器進(jìn)行測量以進(jìn)行過溫保護(hù)。IGBT模塊過 溫保護(hù)電路按功能包括給封裝在IGBT模塊的內(nèi)部基板上的NTC溫度傳感器供電的恒流源、 輸入端與溫度傳感器連接的回滯比較電路，以及與回滯比較電路的輸出端連接的故障輸出 電路。恒流源在本實施例包括第一三極管VI，第一運(yùn)放mA，第一穩(wěn)壓管VZ1，第一電阻 R1，第二電阻R2，第三電阻R3，第四電阻R4以及第一可變電阻器RP1，由以上部件構(gòu)成輸出 共地的恒流源電路。具體的連接關(guān)系為第一穩(wěn)壓管VZ1的負(fù)極與電源VCC連接，第二電阻 R2的一端接地，第二電阻R2的另一端與第一穩(wěn)壓管VZ1的正極連接于一點；第一運(yùn)放N1A 的正輸入端通過第一電阻R1接收該點的信號，第一運(yùn)放mA的負(fù)輸入端與第一三極管VI 的集電極連接，第一運(yùn)放mA的輸出端通過第四電阻R4與第一三極管VI的基極連接，第一 運(yùn)放WA的供電端與電源VCC連接，第一運(yùn)放WA的接地端接地；第一三極管VI的集電極 通過可變電阻器RP1和第三電阻R3與電源VCC連接，三極管VI的發(fā)射極與溫度傳感器連 接。該實施例中的恒流源電路可以通過調(diào)節(jié)RP1來改變輸出的電流值，以滿足不同具體溫 度傳感器的電流需求。NTC溫度傳感器的接地端NTC1接地，輸入端NTC2與恒流源中的第一三極管VI的 集電極連接。NTC溫度傳感器采用恒流源供電減少了傳輸損耗，提高了抗干擾能力?；販容^電路在本實施例中包括第二運(yùn)放N2A，第二穩(wěn)壓管VZ2，第三穩(wěn)壓管 VZ3,第五電阻R5，第六電阻R6，第七電阻R7，第八電阻R8，第九電阻R9，第二可變電阻器 RP2以及第三可變電阻器RP2。具體的連接關(guān)系為第二運(yùn)放N2A的正輸入端通過第五電阻 R5與溫度傳感器連接，第二運(yùn)放N2A的正輸入端通過第九電阻R9和第三可變電阻器RP2與 第二運(yùn)放N2A的輸出端連接，第二運(yùn)放N2A的負(fù)輸入端通過第六電阻R6接收該點的信號， 第二運(yùn)放N2A的輸出端與第三穩(wěn)壓管VZ3的負(fù)極連接，第二運(yùn)放N2A的接地端與第三穩(wěn)壓 管VZ3的正極連接，第二運(yùn)放N2A的供電端與電源VCC連接，第二運(yùn)放N2A的接地端接地； 第二穩(wěn)壓管的負(fù)極通過第七電阻R7與電源連接，第二穩(wěn)壓管VZ2的負(fù)極與第二可變電阻器 RP2的一端連接，第二穩(wěn)壓管VZ2的正極與第八電阻R8的一端連接，第二可變電阻器RP2的 另一端與第八電阻R8的另一端連接于一點，第二穩(wěn)壓管VZ2的正極接地。[0039]該實施例中的回滯比較電路是把從NTC溫度傳感器中采集的電壓信號與設(shè)定值 進(jìn)行比較，當(dāng)輸入信號小于給定值時輸出一個低的保護(hù)信號經(jīng)過后置的輸出電路反向放大 輸出；當(dāng)輸入信號大于恢復(fù)值時輸出一個高的恢復(fù)信號。電路的保護(hù)閥值可以由第二可變 電阻器RP2來調(diào)整，恢復(fù)閥值由第三可變電阻器RP3來調(diào)整。回滯比較電路能夠方便根據(jù) 要求改變溫度保護(hù)和恢復(fù)閥值，并且由于兩閥值間死區(qū)的存在提高了保護(hù)電路的可靠性。故障輸出電路在本實施例中包括第二三極管V2，二極管V3，繼電器JK1，第十電 阻R10以及發(fā)光二極管LD1。具體的連接關(guān)系為第二三極管V2的基極與回滯比較電路的 輸出端連接，第二三極管V2的發(fā)射極與電源VCC連接，第二三極管V2的集電極通過第十電 阻R10與發(fā)光二極管LD1的正極連接，第二三極管V2的集電極與二極管V3的負(fù)極連接，發(fā) 光二極管LD1的負(fù)極與二極管V3的正極均接地，繼電器JK1設(shè)置在二極管V3兩端，繼電器 JK1的供電端與電源VCC連接，繼電器JK1的接地端接地。其中繼電器JK1開關(guān)端分別與繼 電器芯片CN的管腳CN1，管腳CN2，管腳CN3連接，繼電器芯片CN的管腳4為預(yù)留管腳，繼 電器芯片CN的管腳5為繼電器JK1的供電端，繼電器芯片CN的管腳5為繼電器JK1的接 地端。繼電器JK1有雙結(jié)點輸出，分別為常開和常閉兩種輸出結(jié)點。該實施例中的故障輸出電路起輸出保護(hù)的作用，當(dāng)回滯比較電路輸出為低時，第 二三極管V2導(dǎo)通繼電器JK1吸合輸出保護(hù)信號，同時發(fā)光二極管LD1點亮給出保護(hù)指示； 當(dāng)回滯比較電路輸出為高時，第二三極管V2截止繼電器JK1釋放輸出恢復(fù)信號，同時發(fā)光 二極管LD 1熄滅。該故障輸出電路設(shè)有起指示作用的發(fā)光二極管LD1，并且有方便外部執(zhí) 行電路駁接的雙結(jié)點輸出。最后應(yīng)說明的是以上實施例僅用以說明本實用新型的技術(shù)方案，而非對其限制； 盡管參照前述實施例對本實用新型進(jìn)行了詳細(xì)的說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解 其依然可以對前述各實施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對其中部分技術(shù)特征進(jìn)行等 同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本實用新型各實施例技術(shù) 方案的精神和范圍。
權(quán)利要求一種IGBT模塊過溫保護(hù)電路，其特征在于，所述過溫保護(hù)電路包括給IGBT模塊的溫度傳感器供電的隔離供電電源。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的IGBT模塊過溫保護(hù)電路，其特征在于，所述溫度傳感器設(shè)置 在IGBT模塊內(nèi)部或外部。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的IGBT模塊過溫保護(hù)電路，其特征在于，所述隔離供電電源為 電壓源或電流源。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的IGBT模塊過溫保護(hù)電路，其特征在于，所述電壓源為穩(wěn)壓源。
5 根據(jù)權(quán)利要求3所述的IGBT模塊過溫保護(hù)電路，其特征在于，所述電流源為恒流源。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-5所述的任一IGBT模塊過溫保護(hù)電路，其特征在于，所述過溫保護(hù) 電路還包括比較電路，其輸入端與IGBT模塊的溫度傳感器連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的IGBT模塊過溫保護(hù)電路，其特征在于，所述比較電路為回滯 比較電路。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的IGBT模塊過溫保護(hù)電路，其特征在于，所述過溫保護(hù)電路還 包括故障輸出電路，其輸入端與比較電路的輸出端連接。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的IGBT模塊過溫保護(hù)電路，其特征在于，所述故障輸出電路包 括故障輸出模塊和指示模塊。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的IGBT模塊過溫保護(hù)電路，其特征在于，所述故障輸出模塊為 雙節(jié)點輸出，所述指示模塊為LED指示。
專利摘要本實用新型涉及一種IGBT模塊過溫保護(hù)電路，其中所述過溫保護(hù)電路包括給IGBT模塊的溫度傳感器供電的隔離供電電源。通過給IGBT模塊的溫度傳感器提供隔離的恒流供電電源，實現(xiàn)了隔離供電，從而避免了現(xiàn)有技術(shù)中由于用于對IGBT模塊進(jìn)行過溫保護(hù)的溫度傳感器由于與IGBT模塊驅(qū)動電路共用同一電源電路，IGBT本身的電流變化易對該電源電路產(chǎn)生干擾影響，導(dǎo)致溫度傳感器測試不準(zhǔn)保護(hù)誤動作的缺陷。
文檔編號H02H7/20GK201629564SQ20102011118
公開日2010年11月10日 申請日期2010年2月10日 優(yōu)先權(quán)日2010年2月10日
發(fā)明者劉文田 申請人:北京中紡銳力機(jī)電有限公司