專利名稱：一種igbt過壓保護方法及采用此方法的過壓保護電路的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及廚房家電領域功率器件的保護方法，特別是一種IGBT過壓保護 方法及采用此方法的過壓保護電路。 '
背景技術：
電磁灶是依靠交變磁場在鍋底感生渦流對鍋具進行加熱的，在工作過程中， 交變磁場是靠內部大功率器件IGBT的開通關斷和線盤電感與諧振電容的振蕩產(chǎn) 生的。當市電出現(xiàn)電壓浪涌時，電磁灶的工作電壓瞬間抬升，由于電磁灶的軟件 控制部分不能及時檢測反應，硬件電路對浪涌的監(jiān)測及處理不夠完善，IGBT的 VCE電壓峰值就有可能超出其耐壓值，造成IGBT的電壓擊穿損壞。IGBT損壞約 占現(xiàn)市場返修故障原因的50%,而浪涌是IGBT損壞的主要原因之一。
現(xiàn)有的浪涌保護電路以硬件為主，主要是電壓浪涌保護電路和電流浪涌保 護電路。電壓浪涌保護電路是通過監(jiān)測電網(wǎng)電壓的突變，可較為靈敏地捕獲電壓 浪涌信號，但在大型工業(yè)區(qū)等特殊電網(wǎng)下易誤觸發(fā)，造成電磁灶頻繁保護，間歇 加熱無法正常工作。電流浪涌保護電路是通過監(jiān)測浪涌時線路上的電流突變，可 較準確的捕獲電流浪涌信號，此時保護電路及時關斷IGBT方能起到保護的作用， 但當產(chǎn)生電流浪涌時IGBT可能己經(jīng)導通，因此這種略滯后的保護具有相當?shù)娘L 險，而且在特殊電網(wǎng)下仍可能出現(xiàn)誤觸發(fā)。另外，當IGBT己關斷之后，此時上 述兩種保護電路都己不起作用，而浪涌電壓繼續(xù)上升疊加在IGBT的集電極C、 發(fā)射極E上，也有可能導致IGBT被擊穿。
因此現(xiàn)有技術存在技術缺陷，需要改進。 發(fā)明內容本發(fā)明的目的在于提供一種IGBT過壓保護方法，其可精確監(jiān)測IGBT VCE 電壓，并對IGBT VcE電壓進行鉗位，避免電網(wǎng)浪涌導致IGBT擊穿，以克服現(xiàn) 有技術中的不足。
為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明IGBT過壓保護方法通過以下技術方案達成 一種IGBT過壓保護方法，所述方法包括如下步驟 電壓監(jiān)測電路監(jiān)測IGBT集電極與發(fā)射極間VCE電壓；
當IGBT VCE電壓達到限值時，電壓抑制電路將IGBT集電極與發(fā)射極之間 的電壓鉗位在限定范圍內。
進一步的，所述方法還包括步驟當IGBT VcE電壓達到限值時，比較器反 相輸入端的電壓高于同相輸入端電壓，比較器輸出端電壓拉低，保護驅動電路觸 發(fā)電壓抑制電路。
進一步的，所述方法還包括步驟保護驅動電路輸出IGBT保護驅動觸發(fā)可 控硅，使可控硅D1導通，壓敏電阻CNR將IGBT集電極與發(fā)射極之間的電壓鉗 位在限定范圍內。
本發(fā)明的另一 目的在于提供一種采用上述方法的IGBT過壓保護電路。 為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明IGBT過壓保護電路通過以下技術方案實現(xiàn)-一種IGBT過壓保護電路，包括IGBT，所述IGBT過壓保護電路還包括IGBT VCE電壓監(jiān)測電路和IGBT VCE電壓抑制電路;所述電壓監(jiān)測電路包括比較器和電 壓采樣電阻，所述比較器的反相輸入端經(jīng)第一電壓采樣電阻與IGBT的集電極相 連，該反相輸入端還經(jīng)第二電壓采樣電阻接地，所述電壓抑制電路包括壓敏電阻 和可控硅，所述壓敏電阻和可控硅串聯(lián)于IGBT集電極與發(fā)射極之間。
進一步的，所述壓敏電阻一端與可控硅的陽極相連，另一端與IGBT的集電 極相連，所述可控硅的陰極與IGBT的發(fā)射極相連且接地，所述可控硅的控制極與所述電壓監(jiān)測電路相連。
進一步的，所述壓敏電阻CNR連接于IGBT發(fā)射極和可控硅D1陰極之間， 所述IGBT發(fā)射極接地連接，所述可控硅的控制極與所述電壓監(jiān)測電路相連。
相較于現(xiàn)有技術，本發(fā)明的IGBT保護電路直接通過比較器對IGBT集電極 和發(fā)射極兩端電壓進行精確監(jiān)測，觸發(fā)可控硅，對超過限制范圍的電壓利用壓敏 電阻進行吸收，對IGBT VcE電壓進行鉗位，避免電網(wǎng)浪涌導致IGBT擊穿，從 而有效防止IGBT過壓而被擊穿的情況發(fā)生，從根本上解決了因浪涌而導致的電 磁灶、電飯煲、電熱水壺等廚房家電的炸機問題，同時也解決了由于誤觸發(fā)而導 致的間歇加熱問題。
以下結合附圖對本發(fā)明作進一步說明。


圖1為本發(fā)明第一實施例的電路圖。
圖2為本發(fā)明第二實施例的局部電路圖。
圖中1、電壓監(jiān)測電路；2、電壓抑制電路；3、第一濾波電路；4、第二濾 波電路；5、保護驅動電路。
具體實施例方式
下面結合附圖和實施例進一步說明本發(fā)明的技術方案。
請參閱圖1所示為本發(fā)明第一實施例的電路圖。本發(fā)明實施例的IGBT保護 電路包括IGBTQ1、電壓監(jiān)測電路l、電壓抑制電路2、第一濾波電路3和第二 濾波電路4、保護驅動電路5。所述電壓監(jiān)測電路1包括比較器Ul和電壓采樣 電阻，所述電壓采樣電阻包括第一電阻R1和第二電阻R2，所述電壓監(jiān)測電路l 還包括第三電阻R3，第一電阻R1—端與IGBT Ql的集電極相連，另一端與比 較器U1的反相輸入端相連。比較器U1的反相輸入端經(jīng)第二電阻R2接地，同相輸入端經(jīng)第三電阻R3與參考電壓端相連。所述電壓抑制電路2包括壓敏電阻 CNR和單向可控硅Dl ，壓敏電阻CNR連接于IGBT管集電極與單向可控硅Dl 陽極之間，單向可控硅D1的陰極與IGBT管的發(fā)射極相連且接地。所述電壓抑 制電路2還包括第六電阻R6和第三電容C3，所述第六電阻R6與第三電容C3 并聯(lián)且與單向可控硅D1并聯(lián)。所述第一濾波電路3包括電感L1和電容C1，第 二濾波電路4包括電感L2和電容C2，所述第一、第二濾波電路可采用現(xiàn)有技術 的濾波電路連接方式。所述保護驅動電路5包括第四電阻R4、第五電阻R5和三 極管Q2，三極管Q2的基極經(jīng)第四電阻R4與比較器U1的輸出端相連，三極管 Q2的集電極經(jīng)經(jīng)第五電阻R5與所述單向可控硅Dl的控制極相連。
電壓監(jiān)測電路1通過電壓采樣電阻Rl和比較器對IGBT集電極發(fā)射極間的 電壓Vra進行電壓監(jiān)測，當電網(wǎng)浪涌產(chǎn)生時，若IGBT VcE電壓達到限值時，比 較器U1反相輸入端的電壓高于同相輸入端電壓，比較器輸出端電壓拉低，由三 極管Q2集電極輸出IGBT保護驅動。當IGBTQ1的集電極發(fā)射極間電壓VcE達 到設定的限值時，三極管Q2的集電極輸出IGBT保護驅動觸發(fā)單向可控硅Dl, 使單向可控硅D1導通，此時壓敏電阻CNR與單向可控硅D1相連的這端相當于 接地。由于壓敏電阻CNR的特性將使IGBTQ1集電極與發(fā)射極之間的電壓鉗位 在一定范圍內，從而防止IGBTQ1過壓而擊穿，從而達到保護IGBT的目的。
如圖2所示為本發(fā)明的第二實施例，其與第一實施例的區(qū)別在于，所述電 壓抑制電路2中壓敏電阻CNR和單向可控硅Dl的位置互換，即所述壓敏電阻 CNR連接于IGBT發(fā)射極和單向可控硅Dl陰極之間，所述IGBT發(fā)射極接地連 接。所述電壓抑制電路2還包括第六電阻R6和第三電容C3，所述第六電阻R6 與第三電容C3并聯(lián)且與單向可控硅Dl并聯(lián)，單向可控硅Dl的控制極與保護驅 動電路5的輸出端連接。所述保護驅動電路5為現(xiàn)有公知技術的電路。作為本發(fā)明的再一實施例，上述第一、第二實施例中的可控硅也可以為雙 向可控硅，所述雙向可控硅在此實施例中的連接方式與單向可控硅完全一致，
Al端等同于單向可控硅的陰極，A2端等同于單向可控硅的陽極，雙向可控硅的 控制極等同于單向可控硅的控制極。
本發(fā)明的IGBT過壓保護電路直接對IGBT集電極和發(fā)射極兩端電壓進行監(jiān) 測，對超過限制范圍的電壓進行吸收，從而防止IGBT過壓而被擊穿的情況發(fā)生， 從根本上解決了因浪涌而導致炸機的問題，同時也解決了由于誤觸發(fā)而導致的間 歇加熱問題。
本發(fā)明的IGBT過壓保護方法及采用此方法的過壓保護電路可應用于電磁 灶、電飯煲、電熱水壺等廚房家電領域。
本技術領域中的普通技術人員應當認識到，以上的實施例僅是用來說明本發(fā) 明，而并非用作為對本發(fā)明的限定，只要在本發(fā)明的實質精神范圍內，對以上所 述實施例的變化、變型都將落在本發(fā)明的權利要求書范圍內。
權利要求
1、一種IGBT過壓保護方法，其特征在于，所述方法包括如下步驟電壓監(jiān)測電路監(jiān)測IGBT集電極與發(fā)射極間VCE電壓；當IGBT VCE電壓達到限值時，電壓抑制電路將IGBT集電極與發(fā)射極之間的電壓鉗位在限定范圍內。
2、 根據(jù)權利要求1所述的IGBT過壓保護方法，其特征在于，所述方法還 包括步驟當IGBT VcE電壓達到限值時，比較器反相輸入端的電壓高于同相輸 入端電壓，比較器輸出端電壓拉低，保護驅動電路觸發(fā)電壓抑制電路。
3、 根據(jù)權利要求2所述的IGBT過壓保護方法，其特征在于，所述方法還 包括步驟保護驅動電路輸出IGBT保護驅動觸發(fā)可控硅，使可控硅Dl導通， 壓敏電阻CNR將IGBT集電極與發(fā)射極之間的電壓鉗位在限定范圍內。
4、 一種IGBT過壓保護電路，包括IGBT，其特征在于，所述IGBT過壓保 護電路還包括IGBT VCE電壓監(jiān)測電路和IGBT VCE電壓抑制電路；所述電壓監(jiān)測 電路包括比較器和電壓采樣電阻，所述比較器的反相輸入端經(jīng)第一電壓采樣電阻 與IGBT的集電極相連，該反相輸入端還經(jīng)第二電壓采樣電阻接地，所述電壓抑 制電路包括壓敏電阻和可控硅，所述壓敏電阻和可控硅串聯(lián)于IGBT集電極與發(fā) 射極之間。
5、 根據(jù)權利要求4所述的IGBT過壓保護電路，其特征在于，所述壓敏電 阻一端與可控硅的陽極相連，另一端與IGBT的集電極相連，所述可控硅的陰極 與IGBT的發(fā)射極相連且接地，所述可控硅的控制極與所述電壓監(jiān)測電路相連。
6、 根據(jù)權利要求4所述的IGBT過壓保護電路，其特征在于，所述壓敏電 阻CNR連接于IGBT發(fā)射極和可控硅Dl陰極之間，所述IGBT發(fā)射極接地連接， 所述可控硅的控制極與所述電壓監(jiān)測電路相連。
7、 根據(jù)權利要求4所述的IGBT過壓保護電路，其特征在于，其還包括保護驅動電路，所述保護驅動電路連接在比較器輸出端和可控硅控制極之間。
8、 根據(jù)權利要求7所述的IGBT過壓保護電路，其特征在于，所述保護驅 動電路為三極管，所述三極管的基極與比較器的輸出端相連。
9、 根據(jù)權利要求8所述的IGBT過壓保護電路，其特征在于，所述保護驅 動電路還包括第四電阻，所述第四電阻連接在比較器的輸出端與所述三極管基極 之間。
10、 根據(jù)權利要求8所述的IGBT過壓保護電路，其特征在于，所述保護驅 動電路還包括第五電阻，所述第五電阻連接在三極管的集電極與可控硅控制極之 間。
11、 根據(jù)權利要求4所述的IGBT過壓保護電路，其特征在于，所述電壓監(jiān) 測電路還包括第三電阻，所述比較器的同相輸入端經(jīng)第三電阻與參考電壓端相 連。
12、 根據(jù)權利要求4所述的IGBT過壓保護電路，其特征在于，所述電壓抑 制電路還包括第六電阻和第三電容，所述第六電阻和第三電容并聯(lián)連接，且與可 控硅并聯(lián)。
13、 根據(jù)權利要求4至12中任一所述的IGBT過壓保護電路，其特征在于， 所述可控硅為單向可控硅或者為雙向可控硅。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種IGBT過壓保護方法，所述方法包括如下步驟電壓監(jiān)測電路監(jiān)測IGBT集電極與發(fā)射極間電壓；當IGBT V_CE電壓達到限值時，電壓抑制電路將IGBT集電極與發(fā)射極之間的電壓鉗位在限定范圍內。本發(fā)明的另一目的在于提供一種采用上述方法的IGBT過壓保護電路。相較于現(xiàn)有技術，本發(fā)明的IGBT過壓保護電路直接通過比較器對IGBT集電極和發(fā)射極兩端電壓進行精確監(jiān)測，觸發(fā)可控硅，對超過限制范圍的電壓利用壓敏電阻進行吸收，對IGBTV_CE電壓進行鉗位，從而有效防止IGBT過壓而被擊穿的情況發(fā)生，從根本上解決了因浪涌而導致的炸機問題，同時也解決了由于誤觸發(fā)而導致的間歇加熱問題。
文檔編號H02H9/04GK101552464SQ20091001481
公開日2009年10月7日 申請日期2009年4月22日 優(yōu)先權日2009年4月22日
發(fā)明者朱澤春, 寧 王 申請人:九陽股份有限公司