一种浪涌保护方法及电路、igbt电路和加热器的制造方法_2

文档序号:9550648阅读:来源:国知局
,通过实现浪涌发生的瞬时浪涌能量完全释放,IGBT的CE极电压(例如:CE极电压)恢复至安全状态IGBT才能再次开通;不仅提高了浪涌发生的瞬时IGBT使用的可靠性,而且提高了加热器(例如:IH电饭煲煮饭、电磁炉等)的加热效果,同时避免了电网干扰信号使浪涌保护电路误保护而造成经常停机工作的情况。
[0026]由此,本发明的方案解决利用CE极电压(例如:CE极电压)实时检测对IGBT进行保护和控制,更准确地控制IGBT的通断,提升IGBT使用的可靠性、避免因电网干扰信号而发生误保护的问题,从而,克服现有技术中保护时长难以掌控、抗干扰能力弱和用户体验差的缺陷,实现保护时长易掌控、抗干扰能力强和用户体验好的有益效果。
[0027]本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述,并且,部分地从说明书中变得显而易见,或者通过实施本发明而了解。
[0028]下面通过附图和实施例,对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
【附图说明】
[0029]附图用来提供对本发明的进一步理解,并且构成说明书的一部分,与本发明的实施例一起用于解释本发明,并不构成对本发明的限制。在附图中:
[0030]图1为本发明的浪涌保护方法的一实施例的流程图;
[0031]图2为本发明的浪涌保护电路的一实施例的结构示意图;
[0032]图3为本发明的电路中瞬时保护模块的一实施例的结构示意图;
[0033]图4为本发明的电路中检测结果处理模块的一实施例的结构示意图;
[0034]图5为本发明的浪涌保护电路的一实施例的结构示意图;
[0035]图6为本发明的浪涌保护电路的一优选实施例的结构示意图。
[0036]结合附图,本发明实施例中附图标记如下:
[0037]102-浪涌保护单元;1022_浪涌检测模块;1024_瞬时保护模块;10242_驱动信号拉低子模块;10244-驱动信号关断子模块;104_保护解除单元;1042_释放量检测模块;1044-检测结果处理模块;10442-继续保护子模块;10444-中断保护子模块;202_电源;204-线圈盘;206_浪涌保护解除检测电路;208-MCU ;210-浪涌保护检测电路;212_IGBT。
【具体实施方式】
[0038]为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本发明具体实施例及相应的附图对本发明技术方案进行清楚、完整地描述。显然,所描述的实施例仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
[0039]根据本发明的实施例,提供了一种浪涌保护方法,如图1所示本发明的方法的一实施例的流程图所示。该方法至少包括:
[0040]在步骤S110处,实时检测待保护IGBT —侧的CE极电压,并在浪涌发生的瞬时对所述IGBT进行浪涌保护。通过实时检测待保护IGBT的CE极电压,可以在浪涌发生的第一时间给予该IGBT瞬时的浪涌保护,以保证IGBT及其所在线路的安全。
[0041]其中,可以通过实时检测待保护IGBT靠近电源侧的CE极电压,以确定是否有浪涌发生。通过实时检测待保护IGBT靠近电源侧的CE极电压,判断是否有浪涌发生,精确性好,操作方式简便,可靠性高。
[0042]在一个实施方式中,实时检测待保护IGBT靠近电源侧的CE极电压,包括:通过依次连接于所述IGBT的直流电源输入侧的浪涌电压瞬间响应电路、采样电阻R7、隔离二极管D1和高频信号滤波电路,获取所述IGBT靠近电源侧的CE极电压,以确定是否有浪涌发生。
[0043]在一个例子中,该检测过程中,IGBT的C极可以连接于所述直流电源输入侧,IGBT的E极接地(参见图6所示的例子)。通过滤波电路与同步电阻相配合的方式检测所述IGBT的CE极电压,检测方式简便、可靠,检测结果精准性好。
[0044]例如:参见图6所示的例子,浪涌电压瞬间响应电路,可以包括连接在电源正极(例如:DC+输入端)与采样电阻R7靠近电源侧之间的RC滤波电路(例如:由电容C2和电阻R2构成的滤波电路)。高频信号滤波电路,可以包括连接在隔离二极管D1的阴极与地之间的RC滤波电路(例如:由电容C4和电阻R4构成的滤波电路)。
[0045]在一个实施方式中,基于对所述IGBT靠近电源侧的CE极电压的检测结果,在浪涌发生的瞬时对所述IGBT进行浪涌保护。通过检测结果对所述IGBT进行瞬时的浪涌保护,安全性和及时性都可以得到保证。
[0046]在一个例子中,在浪涌发生,可以通过拉低所述IGBT的驱动信号的方式,关断所述 IGBT。
[0047]其中,通过拉低所述IGBT的驱动信号的方式,包括:具体地,通过拉低所述IGBT的驱动信号的方式,关断所述IGBT,可以包括:将至少一个第一比较器U1B和至少一个开关器件(例如:三极管T1)连接于所述IGBT,所述IGBT —侧的CE极电压作为所述第一比较器U1B的正相输入端电压,所述第一比较器U1B的反相输入端电压为预设的基准电压。
[0048]其中,第一比较器U1B和开关器件(例如:三极管T1)在数量上是匹配设置的。
[0049]通过拉低所述IGBT的驱动信号的方式,关断所述IGBT,还可以包括:所述第一比较器U1B的正相输入端电压瞬间抬高,使得第一比较器U1B的正相输入端电压高于第一比较器U1B的反向输入端电压,第一比较器U1B输出高阻态,使得所述开关器件(例如:三极管T1)处于导通状态,所述IGBT的驱动信号被拉低到地,IGBT关断。
[0050]其中,第一比较器U1B的反相输入端预设的基准电压,可以通过电阻(例如:分压电阻R3、分压电阻R6和预设的第一基准直流电源)分压输入,具体参数根据保护电压阀值来设置。其中,该第一基准直流电源可以是5V直流电源。
[0051]例如:在分压电阻R3的两端还可以并联电容C3,以滤除第一比较器U1B的反相输入端电压中的谐波信号。
[0052]例如:在第一比较器U1B的输出端,还可以连接电阻R9,以进行限流,从而可以在第一比较器U1B的输出电压信号较大时保护控制器的中断检测口。
[0053]其中,在开关器件(例如:三极管T1)的B极(即基极),可以依次连接电阻R10和第二基准直流电源(例如:+15V直流电源),以与第一比较器U1B输出的高电平信号进行比较,当第一比较器U1B输出的高电平信号高于所述第二基准直流电源为开关器件(例如??三极管T1)的B极提供的电压时,开关器件(例如:三极管T1)才导通,可以减小对所述IGBT的误保护。
[0054]进一步,在开关器件(例如:三极管T1)的C极(即集电极),可以依次连接电阻R8和第三基准直流电源(例如:+15V直流电源),以进一步限制开关器件(例如:三极管T1)的导通条件,从而更进一步减小甚至避免对所述IGBT的误保护而影响所述IGBT工作的有效性。
[0055]在一个例子中,在浪涌发生的瞬时对所述IGBT进行浪涌保护,还可以通过所述IGBT的控制器,关断所述IGBT。
[0056]其中,通过所述IGBT的控制器发出关断信号的方式,包括:将数量匹配的至少一个所述IGBT的控制器和所述第一比较器(U1B),连接于所述IGBT ;所述第一比较器(U1B)输出的高电平信号,同时输入到所述控制器的中断检测口,所述控制器发出关断信号。
[0057]由此,通过拉低所述IGBT的驱动信号的方式关断所述IGBT,和/或,通过控制器控制的方式关断所述IGBT,可以提高浪涌保护的及时性和可靠性,进而提升所述IGBT工作的安全性和有效性。
[0058]在步骤S120处,基于对所述IGBT的浪涌保护,实时检测所述IGBT另一侧的CE极电压,完全释放并在浪涌能量未完全释放、和/或所述IGBT另一侧的CE极电压未下降至预设的安全状态时对所述IGBT进行另一重的浪涌保护,以及在浪涌能量被完全释放、且所述IGBT另一侧的CE极电压下降至预设的安全状态时及时解除对所述IGBT的前述浪涌保护。在对待保护IGBT进行浪涌保护的同时,继续实时检测该IGBT的CE极电压,实现浪涌能量完全释放之后IGBT才能再次开通,可以提高浪涌发生的瞬时IGBT使用的可靠性和加热器(例如:IH电饭煲煮饭、电磁炉等)的加热效果,避免电网干扰信号使浪涌保护电路误保护而造成经常停机工作的情况,使用户可放心使用,人性化好。
[0059]其中,所述预设的安全状态,是IGBT正常工作前待机状态时CE极的合理电压,例如:IGBT所属整机的安全工作电压(即该整机规定的使用电压范围,高低压保护电压范围之外)下的待机电压范围。
[0060]其中,IGBT的CE极电压恢复至所述预设的安全状态:通过电路(例如:控制器)监控IGBT的CE极电压,避免提前开通而使IGBT损坏或延时开通造成加热效果变差。IGBT的CE极电压恢复至所述预设的安全状态的时间不固定,只要CE极电压恢复至所述预设的安全状态时即可重新开通IGBT,从而避免提前或延时开通,IGBT处于关断状态的时间更加可靠合理。
[0061]在一个实施方式中,实时检测所述IGBT另一侧(例如:远离电源侧)的CE极电压,以确定浪涌能量是否被完全释放、且所述IGBT另一侧的CE极电压是否下降至预设的安全状态。通过实时检测所述IGBT另一侧的CE极电压判断浪涌能量是否已释放彻底,检测精度高,操作难度低。
[0062]在一个例子中,可以通过依次连接于所述IGBT远离电源侧(例如:远离直流电源输入侧)的第一同步电阻R12和/或第二同步电阻R14、以及第一分压保护电阻R13和/或第二分压保护电阻R15,获取所述IGBT另一侧(例如:远离电源侧)的CE极电压,以确定浪涌能量是否被完全释放。通过一路或多路的采用电阻和分压保护电阻配合的方式,获取所述IGBT的CE极电压,操作方式简便,获取电压信号的精度高、可靠性高。
[0063]在一个实施方式中,基于对所述IGBT远离电源侧的CE极电压的检测结果,在浪涌能量被完全释放、且所述IGBT另一侧的CE极电压下降至预设的安全状态时,解除对所述IGBT的浪涌保护。通过检测所述IGBT远离电源侧的CE极电压,判断在浪涌能量释放彻底、且所述IGBT另一侧的CE极电压下降至预设的安全状态时,第一时间解除对所述IGBT的浪涌保护,可以提高所述IGBT使用的可靠性和有效性,有利于提升用户体验和使用效果。
[0064]在一个例子中,在浪涌能量未完全释放、和/或所述IGBT另一侧的CE极电压未下降至预设的安全状态时对所述IGBT进行另一重的浪涌保护,可以包括:涌能量被完全释放、且所述IGBT另一侧的CE极电压下降至预设的安全状态时,通过所述IGBT的控制器,重新开通所述IGBT。其中,控制器,可以包括MCU、MPU、CPU、单片机和DSP处理器中的至少一种。通过控制器控制的方式,在浪涌能量释放彻底、且所述IGBT另一侧的CE极电压下降至预设的安全状态时,重新使所述IGBT处于有效地工作状态,控制方式简单,可靠性和安全性均有保证,更重要的是可以避免因误保护而影响所
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