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IGBT模块保护装置、带有保护装置的IGBT模块及变频器

阅读：175发布：2020-05-08

专利汇可以提供IGBT模块保护装置、带有保护装置的IGBT模块及变频器专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本实用新型提供了一种IGBT模块保护装置、带有保护装置的IGBT模块及变频器，该装置包括：第一及第二电流检测装置、动作装置、磁力装置及备用二极管；第一及第二电流检测装置、磁力装置串联形成回路，IGBT模块正常工作时，该回路断开；备用二极管与IGBT模块续流二极管并联；第一电流检测装置用于检测IGBT模块的G极与驱动电路之间是否存在电流，第二电流检测装置用于检测模块续流二极管回路是否存在电流，当第一及第二电流检测装置均检测到电流时，磁力装置通电产生磁场吸引动作装置动作，断开IGBT模块自身的续流二极管，接通备用二极管。在模块续流二极管被击穿发生短路时，通过该保护装置及时更换到备用电路，保证系统正常运行不中断。(ESM)同样的发明创造已同日申请发明专利，下面是IGBT模块保护装置、带有保护装置的IGBT模块及变频器专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种IGBT模块保护装置，其特征在于，所述装置包括：第一电流检测装置、第二电流检测装置、动作装置、磁力装置及备用二极管；
第一电流检测装置、第二电流检测装置及磁力装置串联形成回路，IGBT模块正常工作时，该回路断开；备用二极管与IGBT模块自身的续流二极管并联；第一电流检测装置用于检测IGBT模块的G极与驱动电路之间是否存在电流，第二电流检测装置用于检测IGBT模块的续流二极管回路是否存在电流，当第一电流检测装置及第二电流检测装置均检测到电流时，磁力装置通电产生磁场吸引动作装置动作，断开IGBT模块自身的续流二极管，接通备用二极管。
2.根据权利要求1所述的IGBT模块保护装置，其特征在于，动作装置包括两个开关，分别串联在IGBT模块自身续流二极管回路及备用二极管回路中。
3.根据权利要求2所述的IGBT模块保护装置，其特征在于，所述IGBT模块正常工作时，串联在IGBT模块自身续流二极管回路中的开关为闭合状态。
4.根据权利要求2所述的IGBT模块保护装置，其特征在于，所述IGBT模块正常工作时，串联在备用二极管回路中的开关为断开状态。
5.根据权利要求1所述的IGBT模块保护装置，其特征在于，所述磁力装置包括磁力线圈。
6.根据权利要求1所述的IGBT模块保护装置，其特征在于，所述保护装置还包括：告警装置，当第一电流检测装置及第二电流检测装置均检测到电流时，所述告警装置用于生成告警信息。
7.根据权利要求6所述的IGBT模块保护装置，其特征在于，所述告警装置包括声光报警设备。
8.根据权利要求1所述的IGBT模块保护装置，其特征在于，所述备用二极管与IGBT模块自身的续流二极管型号相同。
9.一种带有保护装置的IGBT模块，其特征在于，所述IGBT模块包括：IGBT芯片、驱动电路、续流二极管及权利要求1-8任一项所述的保护装置；
所述保护装置的第一电流检测装置、第二电流检测装置及磁力装置串联形成回路，IGBT模块正常工作时，该回路断开；所述保护装置的备用二极管与所述续流二极管并联；第一电流检测装置用于检测IGBT模块的G极与驱动电路之间是否存在电流，第二电流检测装置用于检测IGBT模块的续流二极管回路是否存在电流，当第一电流检测装置及第二电流检测装置均检测到电流时，磁力装置通电产生磁场吸引动作装置动作，断开IGBT模块自身的续流二极管，接通备用二极管。
10.一种变频器，其特征在于，所述变频器包括权利要求9所述的带有保护装置的IGBT模块，所述IGBT模块用于整流和/或逆变。

说明书全文

IGBT模块保护装置、带有保护装置的IGBT模块及变频器

技术领域

[0001] 本实用新型涉及电力电子技术领域，尤其涉及一种IGBT模块保护装置、IGBT 模块及变频器。

背景技术

[0002] 全控型器件的IGBT以其优良的性能和模块化的设计，占据中、大功率电力电子设备的主导地位。其中，对于IGBT模块的保护，更多侧重在IGBT芯片的保护，而对于IGBT模块的续流二极管缺乏保护，在二极管发生损坏时，存在对模块造成烧毁的风险。实用新型内容

[0003] 当IGBT模块的续流二极管损坏时，为了对IGBT模块进行保护，使其正常工作，本实用新型实施例提供了一种IGBT模块保护装置，所述装置包括：第一电流检测装置、第二电流检测装置、动作装置、磁力装置及备用二极管；

[0004] 第一电流检测装置、第二电流检测装置及磁力装置串联形成回路，IGBT模块正常工作时，该回路断开；备用二极管与IGBT模块自身的续流二极管并联；第一电流检测装置用于检测IGBT模块的G极与驱动电路之间是否存在电流，第二电流检测装置用于检测IGBT模块的续流二极管回路是否存在电流，当第一电流检测装置及第二电流检测装置均检测到电流时，磁力装置通电产生磁场吸引动作装置动作，断开IGBT 模块自身的续流二极管，接通备用二极管。

[0005] 在一实施例中，动作装置包括两个开关，分别串联在IGBT模块自身续流二极管回路及备用二极管回路中。

[0006] 在一实施例中，所述IGBT模块正常工作时，串联在IGBT模块自身续流二极管回路中的开关为闭合状态。

[0007] 在一实施例中，所述IGBT模块正常工作时，串联在备用二极管回路中的开关为断开状态。

[0008] 在一实施例中，所述磁力装置包括磁力线圈。

[0009] 在一实施例中，所述保护装置还包括：告警装置，当第一电流检测装置及第二电流检测装置均检测到电流时，所述告警装置用于生成告警信息。

[0010] 在一实施例中，所述告警装置包括声光报警设备。

[0011] 在一实施例中，所述备用二极管与IGBT模块自身的续流二极管型号相同。

[0012] 一方面，本实用新型实施例还提供了一种带有保护装置的IGBT模块，所述IGBT 模块包括：IGBT芯片、驱动电路、续流二极管及所述的保护装置；

[0013] 所述保护装置的第一电流检测装置、第二电流检测装置及磁力装置串联形成回路， IGBT模块正常工作时，该回路断开；所述保护装置的备用二极管与所述续流二极管并联；第一电流检测装置用于检测IGBT模块的G极与驱动电路之间是否存在电流，第二电流检测装置用于检测IGBT模块的续流二极管回路是否存在电流，当第一电流检测装置及第二电流检测装置均检测到电流时，磁力装置通电产生磁场吸引动作装置动作，断开IGBT模块自身的续流二极管，接通备用二极管。

[0014] 另一方面，本实用新型实施例还提供了一种变频器，所述变频器包括所述的带有保护装置的IGBT模块，所述IGBT模块用于整流和/或逆变。

[0015] 本实用新型实施例可在IGBT模块出现异常时，既能够通过驱动电路对IGBT芯片回路保护，也能够依靠动作装置电路对IGBT模块的续流二极管回路进行保护，保证系统能够正常运行不中断。附图说明

[0016] 为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

[0017] 图1为本实用新型实施例提供的一带有保护装置的IGBT模块电路示意图。

具体实施方式

[0018] 下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

[0019] 图1为本实用新型实施例提供的一带有保护装置的IGBT模块电路示意图。如图1所示，该装置主要包括：第一电流检测装置1、第二电流检测装置2、动作装置3、磁力装置4及备用二极管5。

[0020] 其中，第一电流检测装置1、第二电流检测装置2及磁力装置3串联形成回路。当IGBT模块正常工作时，该回路断开。备用二极管5与IGBT模块自身的续流二极管6并联。第一电流检测装置1用于检测IGBT模块的G极与驱动电路之间是否存在电流，第二电流检测装置2用于检测IGBT模块的续流二极管回路是否存在电流，当第一电流检测装置1及第二电流检测装置2均检测到电流时，则闭合检测装置中的开关，否则断开开关。当两个电流检测装置均检测到电流时，回路闭合导通，磁力装置 4通电，产生磁场吸引动作装置3动作，断开IGBT模块自身的续流二极管6，接通备用二极管5。

[0021] 本实用新型实施例通过在IGBT模块的G极与驱动电路之间，以及IGBT模块的续流二极管回路放置电流检测装置来决定磁力装置中是否有电流通过，磁力装置中是否有电流通过则会决定动作装置的开关状态，进而对电路的接入模式进行切换控制。在续流二极管6被击穿发生短路时，两电流检测进行判断，而后依靠动作装置3及时处理解决当前异常，并更换到备用电路，保证系统能够正常运行不中断。

[0022] 在一个实施例中，动作装置3包括两个开关①和②，开关①串联在IGBT模块自身续流二极管回路中，开关②串联在备用二极管回路中分别用于控制各自二极管回路的通断。

[0023] 在一个实施例中，当IGBT模块正常工作时，串联在IGBT模块自身续流二极管回路中的开关①为闭合状态。

[0024] 在一个实施例中，当IGBT模块正常工作时，串联在备用二极管回路中的开关②为断开状态。

[0025] 当IGBT模块正常工作时，理想状态下应该为G极与驱动电路之间有电流通过时，模块续流二极管回路无电流通过，续流二极管6处于截止状态；而当G极与驱动电路之间无电流通过时，续流二极管6处于导通状态。此时，因第一电流检测装置1 和第二电流检测装置2不能同时闭合，磁力装置4中无电流通过，动作装置3处于默认状态，即开关①闭合，开关②断开，整个IGBT模块正常工作。

[0026] 当IGBT模块的续流二极管6发生击穿损坏时，由于第一电流检测装置1和第二电流检测装置2均可以检测到G极与驱动电路之间和模块续流二极管回路有电流通过，于是两检测装置中的开关同时闭合，回路导通，磁力装置4通电产生磁场吸引动作装置转向开关②(开关一但切换，不可以自动返回，即固定在对应的开关端子处)，此时则接入备用二极管5。备用二极管5接入后，IGBT模块恢复正常工作，即G极与驱动电路之间有电流通过时，模块续流二极管回路无电流通过，备用二极管5处于截止状态。而当G极与驱动电路之间有电流通过时，备用二极管5处于导通状态，此时第一电流检测装置1和第二电流检测装置2再次交替闭合，磁力装置4不再通电， IGBT模块继续正常工作，系统也可以正常运行。

[0027] 在一个实施例中，磁力装置4包括磁力线圈，利用磁力线圈通电产生磁场吸引动作装置3动作。

[0028] 在一个实施例中，上述的保护装置还包括一告警装置(图中未示出)，当第一电流检测装置1及第二电流检测装置2均检测到电流时，告警装置用于生成告警信息，通知提醒IGBT模块出现故障，便于工作人员及时维护。

[0029] 在一个实施例中，上述的告警装置包括声光报警设备，即通过声光报警的形式提醒工作人员。

[0030] 在一个实施例中，上述备用二极管5与IGBT模块自身的续流二极管6型号相同。

[0031] 另外，本实用新型实施例还提供了一种带有保护装置的IGBT模块，该IGBT模块包括：IGBT芯片、驱动电路、续流二极管及图1中所示的保护装置。保护装置的第一电流检测装置1、第二电流检测装置2及磁力装置3串联形成回路，IGBT模块正常工作时，该回路断开。保护装置的备用二极管5与续流二极管6并联。第一电流检测装置1用于检测IGBT模块的G极与驱动电路之间是否存在电流，第二电流检测装置2用于检测IGBT模块的续流二极管回路是否存在电流，当第一电流检测装置1 及第二电流检测装置2均检测到电流时，磁力装置4通电产生磁场吸引动作装置3 动作，断开IGBT模块自身的续流二极管6，接通备用二极管5。

[0032] 另外，本实用新型实施例还提供了一种变频器，其特征在于，所述变频器包括上述的带有保护装置的IGBT模块，其中该IGBT模块用于整流和/或逆变。

[0033] 本实用新型中应用了具体实施例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本实用新型的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。

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