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電力變換裝置中短路保護(hù)電路的設(shè)計

作者: 時間:2011-03-20 來源:網(wǎng)絡(luò) 收藏

本文引用地址:http://butianyuan.cn/article/179383.htm

2.2 利用電流互感器實(shí)現(xiàn)的短路

圖2是利用電流互感器實(shí)現(xiàn)過流檢測的IGBT短路。其中電流互感器TA的初級串接在IGBT的集電極中,次級感應(yīng)的過流信號經(jīng)整流后送至比較器IC1的同相輸入端,與反相端的基準(zhǔn)電壓Vref進(jìn)行比較,IC1輸出VB至具有正反饋的比較器IC2的同相輸入端C點(diǎn),由IC2的輸出經(jīng)R8接至EXB841的腳6上。不過流時,IC1VA小于Vref,輸出VB為低電平約0.2V,經(jīng)R1送到IC2比較器的同相端C形成VC,因此時VC小于Vref,IC2輸出為低電平,EXB841正常工作。當(dāng)出現(xiàn)過流時,電流互感器檢測到的整流電壓將升高,VA大于Vref,VB為高電平,由R1給C3充電,經(jīng)一定的延時后,VrC將大于Vref,IC2輸出高電平,EXB841電路工作,使IGBT降柵壓軟關(guān)斷。IGBT關(guān)閉后,電流互感器初級無電流流過,使VA又小于Vref,VrB又回到0.2V左右,C3經(jīng)R1放電,當(dāng)VC小于Vref時,IC2輸出低電平,電路重新進(jìn)入工作狀態(tài)。如果過流繼續(xù)存在,保護(hù)電路又恢復(fù)到原來的限流保護(hù)工作狀態(tài),反復(fù)循環(huán)使EXB841的輸出驅(qū)動波形處于間隔輸出狀態(tài),使IGBT輸出電流有效值減小,達(dá)到保護(hù)IGBT的目的。電位器W1用于

圖2 利用電流互感器實(shí)現(xiàn)的短路保護(hù)電路

調(diào)整IC1比較器過流動作閾值。電容器C3可經(jīng)D5R5快速充電,經(jīng)R1慢速放電,只要合理地選擇R1,R5C3的參數(shù),可實(shí)現(xiàn)EXB841比較快關(guān)閉IGBT而較慢恢復(fù)IGBT。正反饋電阻R7保證IC2比較器具有遲滯特性,和R1C3充放電電路一起,保證IC2輸出不致于在高、低電平之間頻繁變化,使IGBT頻繁開通、關(guān)斷而損壞,提高了電路的可靠性。

2.3 利用短路Vce和電流互感器過流檢測同時實(shí)現(xiàn)的短路保護(hù)電路

圖3是利用IGBT過流集電極電壓檢測和電流互感器過流檢測同時實(shí)現(xiàn)的短路保護(hù)電路。當(dāng)負(fù)載短路(或IGBT因其它故障過流)時,IGBT的Vce將增大,VD1關(guān)斷,導(dǎo)致由R1提供的電流經(jīng)R2R3分壓器提供的電壓,使V3導(dǎo)通,從而使IGBT柵極電壓由VD3所限制而降壓,限制了IGBT峰值電流的幅度,該電壓同時經(jīng)R5C3延遲使V2導(dǎo)通,送去軟關(guān)斷信號。為了提高短路保護(hù)電路的可靠性,圖3電路還增加了短路電路檢測保護(hù),它是由電流互感器TA,整流橋U和IC1等組成,短路發(fā)生時經(jīng)電流傳感器TA檢測出短路電流信號,使比較器IC1輸出高電平,該高電平一方面使V3管導(dǎo)通,完成IGBT的降柵壓保護(hù),另一方面由V2導(dǎo)通進(jìn)行IGBT軟關(guān)斷保護(hù)。

圖3 利用短路Vce和過電流檢測同時實(shí)現(xiàn)的短路保護(hù)電路

2.4 具有降柵壓軟關(guān)斷及降低工作頻率的綜合短路保護(hù)電路

圖4是一具有降柵壓軟關(guān)斷及降低工作頻率的綜合短路保護(hù)電路。

圖4 具有降柵壓軟關(guān)斷及降低工作頻率的綜合短路保護(hù)電路

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