全文摘要
本实用新型公开了一种用于IGBT的欠饱和故障保护装置，包括：欠饱和故障触发电路、一级故障电路、定时电路、逻辑判断电路和二级故障电路，所述定时电路用于接收所述一级故障电路输出的定时触发信号，并向所述逻辑判断电路输入定时信号；所述逻辑判断电路用于接收所述一级故障电路输出的故障信号和所述定时电路输出的定时信号，并进行逻辑运算，判断是否将所述故障信号输入到所述二级故障电路。本实用新型采用定时电路和逻辑判断电路对一级故障电路输出的故障信号进行判断，保证输入给主控制器的故障中断信号的可靠性，防止欠饱和故障保护装置受环境干扰被误触发而造成停机。
主设计要求
1.一种用于IGBT的欠饱和故障保护装置，其特征在于，包括：欠饱和故障触发电路(1)、一级故障电路(2)、定时电路(3)、逻辑判断电路(4)和二级故障电路(5)，所述欠饱和故障触发电路(1)用于检测IGBT导通时的CE电压，当检测到所述IGBT处于欠饱和状态时，所述欠饱和故障触发电路(1)输出故障信号；所述一级故障电路(2)用于接收所述欠饱和故障触发电路(1)输出的故障信号，并将接收的故障信号输入到所述逻辑判断电路(4)，且在所述一级故障电路(2)输出故障信号的同时输出定时触发信号；所述定时电路(3)用于接收所述一级故障电路(2)输出的定时触发信号，并向所述逻辑判断电路(4)输入定时信号；所述逻辑判断电路(4)用于接收所述一级故障电路(2)输出的故障信号和所述定时电路(3)输出的定时信号，并进行逻辑运算，判断是否将所述故障信号输入到所述二级故障电路(5)；所述二级故障电路(5)用于接收所述逻辑判断电路(4)输出的故障信号，并向主控制器输入故障中断信号。
设计方案
1.一种用于IGBT的欠饱和故障保护装置，其特征在于，包括：欠饱和故障触发电路(1)、一级故障电路(2)、定时电路(3)、逻辑判断电路(4)和二级故障电路(5)，
所述欠饱和故障触发电路(1)用于检测IGBT导通时的CE电压，当检测到所述IGBT处于欠饱和状态时，所述欠饱和故障触发电路(1)输出故障信号；
所述一级故障电路(2)用于接收所述欠饱和故障触发电路(1)输出的故障信号，并将接收的故障信号输入到所述逻辑判断电路(4)，且在所述一级故障电路(2)输出故障信号的同时输出定时触发信号；
所述定时电路(3)用于接收所述一级故障电路(2)输出的定时触发信号，并向所述逻辑判断电路(4)输入定时信号；
所述逻辑判断电路(4)用于接收所述一级故障电路(2)输出的故障信号和所述定时电路(3)输出的定时信号，并进行逻辑运算，判断是否将所述故障信号输入到所述二级故障电路(5)；
所述二级故障电路(5)用于接收所述逻辑判断电路(4)输出的故障信号，并向主控制器输入故障中断信号。
2.根据权利要求1所述的一种用于IGBT的欠饱和故障保护装置，其特征在于，所述一级故障电路(2)的输出端分别与所述定时电路(3)的启动端和所述逻辑判断电路(4)的第一输入端相连，所述定时电路(3)的输出端与所述逻辑判断电路(4)的第二输入端相连，所述逻辑判断电路(4)的第一输出端与所述二级故障电路(5)的输入端相连。
3.根据权利要求1所述的一种用于IGBT的欠饱和故障保护装置，其特征在于，所述定时电路(3)的反馈端与所述逻辑判断电路(4)的第二输出端相连，用于使所述定时电路(3)接收所述逻辑判断电路(4)输出的清零信号。
4.根据权利要求1所述的一种用于IGBT的欠饱和故障保护装置，其特征在于，还包括用于滤除故障信号中窄脉冲信号的滤波电路(6)，所述滤波电路(6)设于所述欠饱和故障触发电路(1)和一级故障电路(2)之间。
5.根据权利要求4所述的一种用于IGBT的欠饱和故障保护装置，其特征在于，还包括滤除故障信号中电压尖峰的滤除尖峰电路(7)，所述滤除尖峰电路(7)设于所述滤波电路(6)和一级故障电路(2)之间。
设计说明书
技术领域
本实用新型总体涉及功率半导体器件领域，更具体地，涉及一种用于IGBT的欠饱和故障保护装置。
背景技术
在现有技术中，IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor，绝缘栅双极型晶体管)是一种全控型电压驱动式功率半导体器件，具有高输入阻抗和低导通压降两方面的优点，广泛应用于直流电压为600V及以上的变流系统如交流电机、变频器、开关电源、照明电路、牵引传动等系统。
IGBT的欠饱和故障保护电路是IGBT驱动电路中的重要组成部分，现有IGBT的欠饱和故障保护电路都是一旦欠饱和故障保护电路被触发，该电路立即向控制系统传送故障信号，然后系统停止工作。但是，如果系统在高电压、大电流或者强干扰的应用环境里，IGBT的欠饱和故障保护电路有可能由于环境干扰而被误触发，导致整个系统因IGBT的欠饱和故障保护电路被误触发而停止工作，进而严重影响到整个系统运行的安全性和可靠性。
实用新型内容
针对这一技术不足，本实用新型提供一种新型的IGBT欠饱和故障保护装置，以解决现有技术中IGBT的欠饱和故障保护电路易受环境干扰而被误触发造成频繁停机的问题，从而增加整个系统运行的安全性和可靠性。
为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：
一种用于IGBT的欠饱和故障保护装置，包括：欠饱和故障触发电路、一级故障电路、定时电路、逻辑判断电路和二级故障电路。
所述欠饱和故障触发电路用于检测所述IGBT导通时的CE电压，当检测到所述IGBT处于欠饱和状态时，所述欠饱和故障触发电路(1)输出故障信号；
所述一级故障电路用于接收所述欠饱和故障触发电路输出的故障信号，并将接收的故障信号输入到所述逻辑判断电路，且在所述一级故障电路(2)输出故障信号的同时输出定时触发信号；
所述定时电路用于接收所述一级故障电路(2)输出的定时触发信号，并向所述逻辑判断电路输入定时信号；
所述逻辑判断电路用于接收所述一级故障电路输出的故障信号和所述定时电路输出的定时信号，并进行逻辑运算，判断是否将所述故障信号输入到所述二级故障电路；
所述二级故障电路用于接收所述逻辑判断电路输出的故障信号，并向主控制器输入故障中断信号。
优选地，所述一级故障电路的输出端分别与所述定时电路的启动端和所述逻辑判断电路的第一输入端相连，所述定时电路的输出端与所述逻辑判断电路的第二输入端相连，所述逻辑判断电路的第一输出端与所述二级故障电路的输入端相连。
优选地，所述逻辑运算是指判断在定时时间内所述逻辑判断电路是否再一次接收到故障信号，如果在定时时间内，所述逻辑判断电路再一次接收到故障信号，则将故障信号输入到所述二级故障电路，如果在定时时间内，所述逻辑判断电路没有再一次接收到故障信号，则指导定时电路清零。
优选地，所述定时电路的反馈端与所述逻辑判断电路的第二输出端相连，用于使定时电路接收所述逻辑判断电路输出的清零信号。
根据本实用新型的一个实施方式，其中，还包括用于滤除故障信号中窄脉冲信号的滤波电路，所述滤波电路设于所述欠饱和故障触发电路和一级故障电路之间。
根据本实用新型的一个实施方式，其中，还包括滤除故障信号中电压尖峰的滤除尖峰电路，所述滤除尖峰电路设于所述滤波电路和一级故障触发电路之间。
相比于现有技术，本实用新型提供的一种用于IGBT的欠饱和故障保护装置具有以下优势：
本实用新型采用定时电路和逻辑判断电路对一级故障电路输出的故障信号进行判断，保证输入给主控制器的故障中断信号的可靠性，防止欠饱和故障保护装置受环境干扰被误触发而造成停机；采用滤波电路滤除故障信号中的窄脉冲信号，防止故障信号在传输过程中被干扰；采用滤除尖峰电路滤除故障信号中的电压尖峰，保证欠饱和故障保护装置的安全。
附图说明
图1为本实用新型提供的一种优选实施方式的欠饱和故障保护装置的结构示意图。
图2为欠饱和故障保护装置的工作原理图。
图3为本实用新型提供的另一种优选实施方式的欠饱和故障保护装置的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型的较佳实施例进行详细阐述，参考标号是指本实用新型中的组件、技术，以便本实用新型的优点和特征在适合的环境下实现能更易于被理解。下面的描述是对本实用新型权利要求的具体化，并且与权利要求相关的其它没有明确说明的具体实现也属于权利要求的范围。
图1示出了本实用新型提供的一种优选实施方式的欠饱和故障保护装置的结构示意图。
如图1所示，本实用新型提供的欠饱和故障保护装置，包括：欠饱和故障触发电路1、一级故障电路2、定时电路3、逻辑判断电路4和二级故障电路5，所述欠饱和故障触发电路1用于检测所述IGBT导通时的CE电压，当检测到所述IGBT处于欠饱和状态时，所述欠饱和故障触发电路1输出故障信号；所述一级故障电路2用于接收所述欠饱和故障触发电路1输出的故障信号，并将接收的故障信号输入到所述逻辑判断电路4，且在所述一级故障电路2输出故障信号的同时输出定时触发信号；所述定时电路3用于接收所述一级故障电路2输出的定时触发信号，并向所述逻辑判断电路4输入定时信号；所述逻辑判断电路4用于接收所述一级故障电路2输出的故障信号和所述定时电路3输出的定时信号，并进行逻辑运算，判断是否将所述故障信号输入到所述二级故障电路5；所述二级故障电路5用于接收所述逻辑判断电路4输出的故障信号，并向主控制器输入故障中断信号。
上文中所述CE电压是指IGBT的集电极-发射极电压。
在本实施例的一个优选实施方式中，所述一级故障电路2的输出端分别与所述定时电路3的启动端和所述逻辑判断电路4的第一输入端相连，所述定时电路3的输出端与所述逻辑判断电路4的第二输入端相连，所述逻辑判断电路4的第一输出端与所述二级故障电路5的输入端相连。
在本实施例的一个优选实施方式中，所述逻辑运算是指判断在定时时间内所述逻辑判断电路4是否再一次接收到故障信号，如果在定时时间内，所述逻辑判断电路4再一次接收到故障信号，则将故障信号输入到所述二级故障电路5，如果在定时时间内，所述逻辑判断电路4没有再一次接收到故障信号，则指导定时电路3清零。
在本实施例的一个优选实施方式中，所述定时电路3的反馈端与所述逻辑判断电路4的第二输出端相连，从而使所述定时电路3接收所述逻辑判断电路4输出的清零信号。当定时电路3接收清零信号后，等到下一次一级故障电路2输出故障信号时，定时电路3会重新被触发。
图2示出了欠饱和故障保护装置的工作原理图。
如图2所示，欠饱和故障触发电路1检测到IGBT处于欠饱和状态时，输出故障信号到一级故障电路2，一级故障电路2将接收到的故障信号输入到逻辑判断电路4，且当一级故障电路2输出故障信号时，同时输出定时触发信号，定时电路3被触发，向逻辑判断电路4输入约定时间的定时信号。逻辑判断电路4如果在定时时间内再一次接收到故障信号，则判定为定时时间内一级故障电路的输出是有效的，将故障信号输入到二级故障电路，二级故障电路输出故障中断信号到主控制器；逻辑判断电路4如果在定时时间内没有再一次接收到故障信号，则判定为定时时间内一级故障电路的输出无效，逻辑判断电路4向定时电路3输入清零信号，定时电路3被清零，等到下一次一级故障电路2输出故障信号时会重新触发定时电路3。与此同时二级故障电路5不会输出故障中断信号到主控制器，装置判断为欠饱和故障保护装置被误触发，如此可以避免整个系统因欠饱和故障保护装置被误触发而停机。
图3示出了本实用新型提供的另一种优选实施方式的欠饱和故障保护装置的结构示意图。
如图3所示，在本实施例的一个优选实施方式中，还包括用于滤除故障信号中窄脉冲信号的滤波电路6，所述滤波电路6设于所述欠饱和故障触发电路1和一级故障电路2之间。滤波电路6能够滤除故障信号中的小于一定时间的窄脉冲信号，进而防止故障信号在传输过程中被干扰。
在本实施例的一个优选实施方式中，还包括滤除故障信号中电压尖峰的滤除尖峰电路7，所述滤除尖峰电路7设于所述滤波电路6和一级故障触发电路2之间。滤除尖峰电路7能够滤除故障信号中比较高的电压尖峰，从而保证欠饱和故障保护装置的安全。
本实用新型提供的欠饱和故障保护装置给故障信号增加筛选环节，可以有效避免欠饱和故障保护装置在强电磁干扰环境下IGBT的欠饱和故障保护被误触发。例如，在高压变频器领域，由于高电压、大电流的作用，高压变频器处在强电磁干扰的环境里，本实用新型提供的IGBT欠饱和故障保护装置可以在很大程度上提高高压变频器运行的稳定性。
本实用新型采用定时电路和逻辑判断电路对一级故障电路输出的故障信号进行判断，保证输入给主控制器的故障中断信号的可靠性，防止欠饱和故障保护装置受环境干扰被误触发而造成停机；采用滤波电路滤除故障信号中的窄脉冲信号，防止故障信号在传输过程中被干扰；采用滤除尖峰电路滤除故障信号中的电压尖峰，保证欠饱和故障保护装置的安全。
应该注意的是，上述实施例对本实用新型进行说明而不是对本实用新型进行限制，并且本领域技术人员在不脱离所附权利要求的范围的情况下可设计出替换实施例。在权利要求中，不应将位于括号之间的任何参考符号构造成对权利要求的限制。
设计图
相关信息详情
申请码:申请号:CN201920128345.3
申请日:2019-01-24
公开号:公开日:国家:CN
国家/省市:11(北京)
授权编号:CN209389683U
授权时间:20190913
主分类号:H02H 1/00
专利分类号:H02H1/00;H02H9/04;H02M1/32;H02M1/08
范畴分类:38C;
申请人:北京合康新能科技股份有限公司
第一申请人:北京合康新能科技股份有限公司
申请人地址:100176 北京市大兴区亦庄经济技术开发区博兴二路3号
发明人:汤子龙
第一发明人:汤子龙
当前权利人:北京合康新能科技股份有限公司
代理人:李波;刘宇航
代理机构:11334
代理机构编号:北京国帆知识产权代理事务所（普通合伙）
优先权:关键词:当前状态:审核中
类型名称:外观设计