一種用于statcom的igbt溫度檢測與保護(hù)電路的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于IGBT溫度檢測和保護(hù)技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種用于STATCOM的IGBT溫度檢測與保護(hù)電路。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著電力電子技術(shù)的飛速發(fā)展，尤其它在當(dāng)今工業(yè)領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，電能質(zhì)量問題日益凸顯，為了改善電能質(zhì)量問題，具有補(bǔ)償系統(tǒng)無功，提高系統(tǒng)的功率因數(shù)，改善電能的質(zhì)量，減少系統(tǒng)中諧波分量能力的STATCOM (靜止同步補(bǔ)償器Static SynchronousCompensator,簡稱STATC0M，又稱SVG)得到了廣泛應(yīng)用。
[0003]作為STATCOM主電路的核心，功率開關(guān)器件的選擇非常重要。而IGBT (InsulatedGate Bipolar Transistor,絕緣柵雙極型晶體管)在諸如變頻器、開關(guān)電源等電力電子技術(shù)的能量變換與管理應(yīng)用中，越來越成為各種主回路的首選功率開關(guān)器件，同樣如何安全可靠地驅(qū)動(dòng)IGBT，將決定了整個(gè)系統(tǒng)的性能。
[0004]IGBT是溫度敏感器件，其載流能力和壽命與溫度呈比例關(guān)系，而且過溫會(huì)使IGBT損壞，所以必須對IGBT溫度進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，保證其工作在一定溫度范圍內(nèi)，若IGBT溫度超過設(shè)定預(yù)警值，必須啟動(dòng)散熱風(fēng)機(jī)，及時(shí)散熱；若IGBT溫度低于設(shè)定低溫值，可以停止散熱風(fēng)機(jī)，以節(jié)省電能；若IGBT溫度超過設(shè)定保護(hù)值，必須停機(jī)以保證IGBT不受損壞。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0005]但是，目前現(xiàn)有IGBT模塊的檢測方式有:1、使用溫度開關(guān)貼在散熱器上，通過檢測散熱器的溫度加上一個(gè)定值而得到IGBT的溫度，這種方法不能準(zhǔn)確測量IGBT結(jié)溫，而且溫度開關(guān)一般采用進(jìn)口，價(jià)格昂貴。2、在散熱器上裝熱敏電阻，通過分壓完后通過AD芯片，得到IGBT的溫度，實(shí)時(shí)檢測，這種方法與方法I 一樣測量不準(zhǔn)確，并且實(shí)時(shí)采集IGBT溫度會(huì)給控制器帶來運(yùn)算負(fù)擔(dān)。3、利用IGBT模塊內(nèi)置的熱敏電阻，經(jīng)過系列處理，完后利用AD芯片實(shí)時(shí)采樣，得到IGBT的溫度，這種方法跟方法2 —樣，會(huì)給控制器帶來運(yùn)算負(fù)擔(dān)，但是控制器得到實(shí)時(shí)溫度的具體數(shù)值意義不大。
[0006]而且STATCOM的散熱風(fēng)機(jī)大多一直運(yùn)行，而很多時(shí)候，STATCOM并沒有滿負(fù)荷輸出，像光伏發(fā)電廠，早晚負(fù)荷相對較輕，此時(shí)風(fēng)機(jī)一直運(yùn)行會(huì)造成電能損耗。
[0007]為解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述問題，本實(shí)用新型提供了一種可實(shí)時(shí)檢測IGBT模塊的溫度從而自動(dòng)控制散熱風(fēng)機(jī)的啟停、保護(hù)停機(jī)，可實(shí)時(shí)監(jiān)控，能減輕控制器運(yùn)算負(fù)擔(dān)，不會(huì)對控制器造成干擾，且結(jié)構(gòu)簡單、可靠，靈敏度高，成本低的用于STATCOM的IGBT溫度檢測與保護(hù)電路。
[0008]為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案:
[0009]一種用于STATCOM的IGBT溫度檢測與保護(hù)電路，包括有電橋電路、電壓跟隨放大電路、滯環(huán)比較隔離電路和比較隔離電路；所述電橋電路的熱敏電阻Rt內(nèi)置于IGBT模塊中，且其輸出端與電壓跟隨放大電路的輸入端連接；所述電壓跟隨放大電路的輸出端與滯環(huán)比較隔離電路的輸入端和比較隔離電路的輸入端連接；所述滯環(huán)比較隔離電路的輸出端和比較隔離電路的輸出端分別與風(fēng)機(jī)控制電路和IGBT模塊的控制器連接。
[0010]進(jìn)一步地，所述電壓跟隨放大電路主要由第一放大器、第二放大器、第三放大器、電阻R4和電阻R5組成；所述第一放大器和第二放大器的非反向輸入端與電橋電路連接，反向輸入端與各自的輸出端連接，而且第一放大器的輸出端串聯(lián)電阻R4后與第三放大器的反向輸入端連接，第二放大器的輸出端與第三放大器的非反向輸入端連接；所述電阻R5并聯(lián)在第三放大器上，兩端分別與第三放大器的反向輸入端和輸出端連接；所述第三放大器的輸出端與滯環(huán)比較隔離電路和比較隔離電路連接。
[0011]進(jìn)一步地，所述滯環(huán)比較隔離電路主要由第四放大器、第一光電耦合器和電阻R6?R9組成；所述第四放大器的反向輸入端串聯(lián)電阻R6后與第三放大器的輸出端連接，非反向輸入端串聯(lián)電阻R7后接地，且其輸出端串聯(lián)電阻R9后與第一光電耦合器的正極連接；所述電阻R8并聯(lián)第四放大器和電阻R9上，一端連接在電阻R7與第四放大器的非反向輸入端之間，另一端連接在電阻R9與第一光電稱合器的正極之間；所述第一光電稱合器的負(fù)極接地，發(fā)射極連接電源負(fù)極，集電極與風(fēng)機(jī)控制電路連接。
[0012]進(jìn)一步地，所述開關(guān)電源模塊由二極管、第一電感線圈KA和第二電感線圈KM組成；所述二極管的兩端分別與第一光電耦合器的集電極和輸入電源正極連接，所述第一電感線圈KA并聯(lián)在二極管上，以控制第二電感線圈KM的電源輸入開關(guān)，所述第二電感線圈KM控制風(fēng)機(jī)的電源輸入開關(guān)。
[0013]進(jìn)一步地，所述比較隔離電路主要由第五放大器、第二光電耦合器和電阻RlO?R13組成；所述第五放大器的反向輸入端串聯(lián)電阻RlO后與第三放大器(23)的輸出端連接，非反向輸入端串聯(lián)電阻Rll后接地，且其輸出端與第二光電耦合器的正極連接；所述電阻R8并聯(lián)第五放大器上，一端連接在電阻Rll與第五放大器的非反向輸入端之間，另一端連接在第五放大器的輸出端與第二光電稱合器的正極之間；所述第二光電稱合器的負(fù)極和發(fā)射極接地，集電極串聯(lián)有電阻Rl3與輸入電源正極連接，并與IGBT模塊的控制器通信連接。
[0014]進(jìn)一步地，所述電橋電路主要由熱敏電阻Rt和電阻Rl?R3組成；所述熱敏電阻Rt和電阻R3串聯(lián)連接，所述電阻Rl和電阻R2串聯(lián)連接，串聯(lián)連接的熱敏電阻Rt和電阻R3與串聯(lián)連接的電阻Rl和電阻R2并聯(lián)連接，且兩端分別輸入電源正極連接和接地；所述第一放大器和第二放大器的非反向輸入端分別連接在熱敏電阻Rt和電阻R3之間、電阻Rl和電阻R2之間。
[0015]本實(shí)用新型的有益效果是:
[0016]本實(shí)用新型通過上述技術(shù)方案，即可根據(jù)IGBT模塊的實(shí)時(shí)溫度自動(dòng)控制散熱風(fēng)機(jī)的啟停和進(jìn)行保護(hù)停機(jī)，也就是說可在低負(fù)荷的時(shí)候關(guān)閉風(fēng)機(jī)，起到節(jié)能作用，又可在重負(fù)荷時(shí)啟動(dòng)風(fēng)機(jī)，還可在到達(dá)最高保護(hù)結(jié)溫的時(shí)候，停機(jī)，保護(hù)IGBT模塊，同時(shí)可實(shí)時(shí)監(jiān)控，光耦隔離驅(qū)動(dòng)，不會(huì)對控制器造成干擾，能減輕控制器運(yùn)算負(fù)擔(dān)；而且結(jié)構(gòu)十分簡單、可靠，靈敏度高，沒有復(fù)雜元器件，成本低。
【附圖說明】
[0017]圖1是本實(shí)用新型所述一種用于STATCOM的IGBT溫度檢測與保護(hù)電路實(shí)施例的電路結(jié)構(gòu)原理示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0018]為了使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對本實(shí)用新型進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅用以解釋本實(shí)用新型，并不用于限定本實(shí)用新型。
[0019]如圖1中所示:
[0020]本實(shí)用新型實(shí)施例所述的一種用于STATCOM的IGBT溫度檢測與保護(hù)電路，包括有電橋電路1、電壓跟隨放大電路2、滯環(huán)比較隔離電路3和比較隔離電路4 ;所述電橋電路I的熱敏電阻Rt內(nèi)置于IGBT模塊中，且其輸出端與電壓跟隨放大電路2的輸入端連接；所述電壓跟隨放大電路2的輸出端與滯環(huán)比較隔離電路3的輸入端和比較隔離電路4的輸入端連接；所述滯環(huán)比較隔離電路3的輸出端和比較隔離電路4的輸出端分別與風(fēng)機(jī)控制電路5和IGBT模塊的控制器連接。具體結(jié)構(gòu)可以為:
[0021]所述電橋電路I主要由熱敏電阻Rt和電阻Rl?R3組成；所述電壓跟隨放大電路2主要由第一放大器21、第二放大器22、第三放大器23、電阻R4和電阻R5組成；所述滯環(huán)比較隔離電路3主要由第四放大器31、第一光電耦合器32、開關(guān)電源模塊33和電阻R6?R9組成；所述比較隔離電路4主要由第五放大器41、第二光電耦合器42和電阻Rl