本實用新型涉及IPM(智能功率模塊)過流保護技術領域，具體講是一種IPM過流保護及延時恢復電路。

背景技術：

IPM是一種先進的功率開關器件，兼有GTR(大功率晶體管)高電流、低飽和電壓和高耐壓的優(yōu)點，以及MOSFET(場效應晶體管)高輸入阻抗、高開關頻率和低驅動功率的優(yōu)點。而且IPM內部集成了邏輯、控制、檢測和保護電路，使用起來方便，不僅減少了系統(tǒng)的體積，縮短了開發(fā)時間，也增強了系統(tǒng)的可靠性，適應了當今功率器件的發(fā)展方向，IPM在功率電子領域得到了越來越廣泛的應用。

現(xiàn)有技術IPM的供電電壓為直流電壓，用以驅動IPM工作。IPM的三相U、V、W與電機連接，用來驅動電機運轉。當IPM的相與相之間發(fā)生短路時，其能夠通過一個保護電路進行保護。而當IPM的相與地發(fā)生短路時，由于其直接流向接地端，而無法通過保護電路進行保護，從而導致IPM無法停止工作而損壞；或保護后立即啟動，導致電機因頻繁啟動而過熱損壞。因此，基于上述原因，亟待需要一種IPM過流保護及延時恢復電路，該IPM過流保護電路能夠有效監(jiān)測相與地之間的短路且能夠在短路發(fā)生時將短路信號回傳給IPM以進行短路保護且使保護保持一段時間而避免過于頻繁啟動。

技術實現(xiàn)要素：

本實用新型要解決的技術問題是，提供一種IPM過流保護及延時恢復電路，該IPM過流保護電路能夠有效監(jiān)測相與地之間的短路且能夠在短路發(fā)生時將短路信號回傳給IPM以進行短路保護且使保護保持一段時間而避免過于頻繁啟動。

本實用新型的技術方案是，提供一種IPM過流保護及延時恢復電路，包括IPM，所述的IPM過流保護及延時恢復電路還包括保護延時恢復電路以及用于采集IPM工作電源電流的信號采樣電路；所述信號采樣電路的輸入端與IPM的工作電源連接，所述信號采樣電路的輸出端與保護延時恢復電路的輸入端連接；所述保護延時恢復電路的輸出端與IPM的電流信號檢測輸入端連接。

所述的信號采樣電路包括信號采樣芯片和電阻R12、R13、R14、R15、R16；所述電阻R12的一端與公共接地端連接，所述電阻R12的另一端與保護延時恢復電路、信號采樣芯片的OUT腳連接；所述信號采樣芯片的GND端與公共接地端連接；所述信號采樣芯片的RA端與電阻R16的一端連接，所述電阻R16的另一端與信號采樣芯片的IN端、IPM的工作電源電壓輸入端、電阻R15的一端、電阻R16的一端、電容C3的一端連接；所述信號采樣芯片的LOAD端與電容C3的另一端、電阻R13的一端連接；所述電阻R13的另一端、電阻R14的另一端、電阻R15的另一端與信號采樣芯片的電源端連接。

所述的保護延時恢復電路，包括第一比較電路，用于第一基準電壓與采樣電壓信號相比較的第一比較電路；所述的第一比較電路輸入第一基準電壓和采樣電壓信號；第二比較電路，用于第二基準電壓與第一比較電路輸出電壓相比較的第二比較電路；所述的第二比較電路輸入第二基準電壓和第一比較電路輸出電壓，所述的第二比較電路輸出過流保護信號；充放電延時電路，通過充放電使得在一段時間內處于保護狀態(tài)；所述的充放電延時電路與第一比較電路、第二比較電路均電連接。

所述的充放電延時電路包括充放電電路和受第二比較電路控制的保護狀態(tài)保持電路；所述的充放電電路與第一比較電路、第二比較電路均電連接。

所述的充放電電路包括電阻R4、R5，二極管D1、D2以及電容C1；所述電阻R5的一端與第一電源正極連接，所述電阻R5的另一端與第一比較電路的輸出端、電容C1的一端連接；所述電容C1的另一端與二極管D1的陽極、二極管D2的陰極連接；所述二極管D1的陰極與電阻R4的一端、第二比較電路的輸入端連接；所述電阻R4的另一端、二極管D2的陽極均與公共接地端連接。

所述的保護狀態(tài)保持電路包括電阻R1、R2、R3以及PNP型三極管Q1；所述PNP型三極管Q1的e極與第二電源的正極、電阻R3的一端連接；所述PNP型三極管Q1的b極與電阻R2的一端連接；所述PNP型三極管Q1的c極與電阻R1的一端連接；所述電阻R2的另一端、電阻R3的另一端均與第二比較電路的輸出端連接；所述電阻R1的另一端與公共接地端連接。

采用以上結構后，本實用新型與現(xiàn)有技術相比，具有以下優(yōu)點：

本實用新型IPM過流保護及延時恢復電路的信號采樣電路的輸入端與IPM的工作電源連接，所述信號采樣電路的輸出端與保護延時恢復電路的輸入端連接；所述保護延時恢復電路的輸出端與IPM的信號輸入端連接。而當IPM的相與地發(fā)生短路時，會導致IPM的電源輸入電流增大，信號采樣電路檢測到之后，輸送信號給保護延時恢復電路，保護延時恢復電路啟動發(fā)送信號給IPM，IPM停止工作以進行保護。從上面的描述可以看出，本發(fā)明IPM過流保護電路能夠有效監(jiān)測相與地之間的短路且能夠在短路發(fā)生時將短路信號回傳給IPM以進行短路保護且使保護保持一段時間而避免過于頻繁啟動。

附圖說明

圖1是本實用新型IPM過流保護及延時恢復電路的電路框圖。

圖2是本實用新型IPM過流保護及延時恢復電路的電路原理圖。

具體實施方式

下面結合附圖和具體實施例對本實用新型作進一步說明。

如圖1、圖2所示，本實用新型IPM過流保護及延時恢復電路，IPM與電機電連接；

一種IPM過流保護及延時恢復電路，包括IPM，所述的IPM過流保護及延時恢復電路還包括保護延時恢復電路以及用于采集IPM工作電源電流的信號采樣電路；所述信號采樣電路的輸入端與IPM的工作電源連接，所述信號采樣電路的輸出端與保護延時恢復電路的輸入端連接；所述保護延時恢復電路的輸出端與IPM的電流信號檢測輸入端連接。

所述的信號采樣電路包括信號采樣芯片和電阻R12、R13、R14、R15、R16；所述電阻R12的一端與公共接地端連接，所述電阻R12的另一端與保護延時恢復電路、信號采樣芯片的OUT腳連接；所述信號采樣芯片的GND端與公共接地端連接；所述信號采樣芯片的RA端與電阻R16的一端連接，所述電阻R16的另一端與信號采樣芯片的IN端、IPM的工作電源電壓輸入端、電阻R15的一端、電阻R16的一端、電容C3的一端連接；所述信號采樣芯片的LOAD端與電容C3的另一端、電阻R13的一端連接；所述電阻R13的另一端、電阻R14的另一端、電阻R15的另一端與信號采樣芯片的電源端(24腳P端)連接。在本實施例中，信號采樣芯片的型號為HV7802。

保護延時恢復電路，包括第一比較電路，用于第一基準電壓與采樣電壓信號相比較的第一比較電路；所述的第一比較電路輸入第一基準電壓和采樣電壓信號；即第一比較電路的一輸入端輸入第一基準電壓、第一比較電路的另一輸入端輸入采樣電壓信號。

第二比較電路，用于第二基準電壓與第一比較電路輸出電壓相比較的第二比較電路；所述的第二比較電路輸入第二基準電壓和第一比較電路輸出電壓，所述的第二比較電路輸出過流保護信號；即第二比較電路的一輸入端輸入第二基準電壓、第二比較電路的另一輸入端輸入第一比較電路的輸出電壓。

充放電延時電路，通過充放電使得在一段時間內處于保護狀態(tài)；所述的充放電延時電路與第一比較電路、第二比較電路均電連接。

所述的充放電延時電路包括充放電電路和受充放電電路控制的保護狀態(tài)保持電路；所述的充放電電路與第一比較電路、第二比較電路均電連接。

所述的充放電電路包括電阻R4、R5，二極管D1、D2以及電容C1；所述電阻R5的一端與第一電源正極連接，所述電阻R5的另一端與第一比較電路的輸出端、電容C1的一端連接；所述電容C1的另一端與二極管D1的陽極、二極管D2的陰極連接；所述二極管D1的陰極與電阻R4的一端、第二比較電路的輸入端連接；所述電阻R4的另一端、二極管D2的陽極均與公共接地端連接。在本實施例中，C1的作用是充放電，控制充放電的時間，R4位放電電阻；第一電源正極電壓為+15V，第二電源正極電壓為+5V。

所述的充放電電路還包括一用于快速放電的PNP型三極管Q2，所述PNP型三極管Q2的e極與二極管D1的陰極連接；所述PNP型三極管Q2的b極與二極管D2的陰極連接；所述PNP型三極管Q2的c極與公共接地端連接。

所述的充放電電路還包括一用于限定電流的電阻R6，所述的電阻R6設在第一比較電路的輸出端與電容C1的一端之間，所述電阻R6的一端與第一比較電路的輸出端連接，所述電阻R6的另一端與電容C1的一端連接。

所述的保護狀態(tài)保持電路包括電阻R1、R2、R3以及PNP型三極管Q1；所述PNP型三極管Q1的e極與第二電源的正極、電阻R3的一端連接；所述PNP型三極管Q1的b極與電阻R2的一端連接；所述PNP型三極管Q1的c極與電阻R1的一端連接；所述電阻R2的另一端、電阻R3的另一端均與第二比較電路的輸出端連接；所述電阻R1的另一端與公共接地端連接。

所述的保護延時恢復電路還包括RC濾波電路，所述的RC濾波電路包括電阻R7和電容C2，所述的電阻R7串聯(lián)在第一比較電路的輸入端與采樣電壓信號輸入端之間；所述的電容C2串聯(lián)在電阻R1的另一端與公共接地端之間。第二比較器U2的輸出端7腳與IPM的15腳CIN端連接。

所述的第一比較電路、第二比較電路均為比較器電路。如圖2所示，在本實施例中，采用的第一比較電路、第二比較電路均為比較器電路，第一比較電路采用電阻R8、R9設定基準電壓，也可以直接供給基準電壓；第二比較電路采用電阻R10、R11設定基準電壓，也可以直接供給基準電壓。在本實施例中，第一比較電路中的比較器U1、第二比較電路中比較器U2為一個合二為一的集成器件，兩者共用電源。

所述的第一比較電路、第二比較電路均為運算放大器電路。采用運算放大器電路為本領域技術人員所熟知的替換，因此應在本發(fā)明的保護范圍內。

本發(fā)明的工作原理是：1.正常工作：R7的采樣輸入電壓值小于第一基準電壓值，比較器U的1引腳輸出低電平；電容C1的右端電壓經(jīng)過R5和R6分壓后值非常小，電容C1的左端電壓幾乎為零，此時6引腳電壓值小于5引腳值(第二基準電壓)，比較器U1的7引腳輸出高電平；硬件工作正常，軟件采樣信號正常不采取保護。

2.保護觸發(fā)與保持：當R7的采樣輸入電壓值大于第一基準電壓值，比較器IC1A的1引腳瞬時輸出低電平；經(jīng)R6、C1、D1使U2的6腳電壓也即時提高，U2翻轉和輸出低電平，三極管Q1基極電阻R2產(chǎn)生電流和三極管Q1飽和，雖然輸入的窄脈沖很快消失，但三極管Q1的飽和，經(jīng)R8會維持U1的3腳電壓值一直高于2腳電壓值；電容C1的右邊電壓保持不變，C1上的電壓會不斷增大，但D1的負端電壓會持續(xù)一段時間都大于U2的5腳電壓值，所以U2的輸出端7引腳一直輸出低電平，硬件和軟件采樣到信號采取回路保護。

3.保護解除：保護觸發(fā)后電容C1經(jīng)15V、R5、D1、R4回路開始充電，隨著C1上的電壓逐步升高，D1和6腳的電壓開始下降，當D1負端電壓下降小于U2的5腳電壓值時，7引腳輸出高電平；硬件和軟件采樣信號恢復正常重新開始工作，此時R7的采樣輸入電壓＜U1的2腳電壓值，正常工作。

以上僅就本實用新型的最佳實施例作了說明，但不能理解為是對權利要求的限制。本實用新型不僅限于以上實施例，其具體結構允許有變化。但凡在本實用新型獨立權利要求的保護范圍內所作的各種變化均在本實用新型的保護范圍內。