采用555定時器設計IGBT集電極電壓的過流保護電路
出處:martial 發(fā)布于:2011-08-09 08:45:09 | 4235 次閱讀
應用檢測IGBT集電極電壓的過流保護原理
555定時器是一種模擬和數(shù)字功能相結合的中規(guī)模集成器件。一般用雙極性工藝制作的稱為 555用CMOS工藝制作的稱為7555,除單定時器外,還有對應的雙定時器556/7556。555定時器的電源電壓范圍寬,可在4.5V~16V工作,7555 可在3~18V工作,輸出驅動電流約為200mA,因而其輸出可與TTL、CMOS或者模擬電路電平兼容。
圖10是應用檢測IGBT集電極電壓的過流保護原理,采用軟降柵壓、軟關斷及降低工作頻率保護技術的短路保護電路。
正常工作狀態(tài),驅動輸入信號為低電平時,光耦IC4不導通,V1,V3導通,輸出負驅動電壓。驅動輸入信號為高電平時,光耦IC4導通,V1截止而V2導通,輸出正驅動電壓,功率開關管V4工作在正常開關狀態(tài)。發(fā)生短路故障時,IGBT集電極電壓增大,由于Vce增大,比較器IC1輸出高電平,V5導通,IGBT實現(xiàn)軟降柵壓,降柵壓幅度由穩(wěn)壓管VD2決定,軟降柵壓時間由R6C1形成2μs。
同時IC1輸出的高電平經(jīng)R7對C2進行充電,當C2上電壓達到穩(wěn)壓管VD4的擊穿電壓時,V6導通并由R9C3形成約3μs的軟關斷柵壓,軟降柵壓至軟關斷柵壓的延遲時間由時間常數(shù)R7C2決定,通常選取在5~15μs。V5導通時,V7經(jīng)C4R10電路流過基極電流而導通約20μs,在降柵壓保護后將輸入驅動信號閉鎖一段時間,不再響應輸入端的關斷信號,以避免在故障狀態(tài)下形成硬關斷過電壓,使驅動電路在故障存在的情況下能執(zhí)行一個完整的降柵壓和軟關斷保護過程。
V7導通時,光耦IC5導通,時基電路IC2的觸發(fā)腳2獲得負觸發(fā)信號,555輸出腳3輸出高電平,V9導通,IC3被封鎖,封鎖時間由定時元件R15C5決定(約1.2s),使工作頻率降至1Hz以下,驅動器的輸出信號將工作在所謂的“打嗝”狀態(tài),避免了發(fā)生短路故障后仍工作在原來的頻率下,連續(xù)進行短路保護導致熱積累而造成IGBT損壞。只要故障消失,電路又能恢復到正常工作狀態(tài)。
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