使用光耦进2113行电平转换

　　首先偠根5261据要处理的信号的频4102率来选择合适的光耦高频（20K~16531MHz）可以用高速带放大整形的光藕，如6N137/TLP113/TLP等如果是20KHz以下可用TLP521。然后搭建转换电路如將3.3V信号转换为5V信号。电路如下图：

　　CP是3.3V的高速信号通过高速光耦6N137转换成5V信号。如果CP接入的是5V的信号VCC=3.3V则该电路是将5V信号转换成3.3V信号。優点：电路搭建简单可以调制出良好的波形，另外光耦还有隔离作用缺点：对输入信号的频率有一定的限制。

　　光电耦合器电平转換电路图

　　对于不同电平的转换电路或输入、输出电路的电位需要分开时采用光电耦合器就显得十分方便了。图中的（a）与（b）图示電路就是5V电源的TTL集成电路与15V电源的HTL集成电路，相互连接进行电平转换的基本电路图（a）中，TTL门电路导通时即输出低电平，发光二极管导通光电三极管输出高电平；TTL门电路截止时，发光二极管截止光电三极管输出低电平。图（b）中则是利用TTL截止输出高电平，发光②极管导通光电三极管输出低电平；TTL导通输出低电平，发光二极管截止光电三极管输出高电平。在进行具体应用时因CMOS集成电路在低電平时的电流只有1～2mA，难以直接驱动所接的负载故一般需加一级三极管放大电路来驱动。

　　光耦隔离的串口电平转换器

　　光耦隔离嘚串口电平转换器关键经过改进现在形成了如下的电路。虽然非原装的MAX232很便宜但是电路两边是共地的，有时候就不那么方便了用光耦隔离需要解决的主要问题是：RXD线上的正电压和负电压从哪里得到？ 当然必须从串口上“取电”，只要没打算用隔离DC-DC电源的话串口取電也不能大了，安全起见在正负4mA以内我这个电路假定串口是PC上的9针串口，否则不保证能工作

　　U4是74HC14，U3 AMS的稳压电路使发送时候光耦中LED的電流不随电源电压变化这个电路在3.0V--5.5V都能稳定跑到115200bps的波特率。在232这边DTR和RTS这两根信号线至少需要有一个是正电压（软件打开串口以后一般昰这样的）。D1~D6都用1N4148 Q1， Q2用9015 A1015这些通用管就可以了。232口的RXD需要的正压和负压分别由DTR+RTS TXD提供。TXD空闲时候是输出负压的PC在发送数据时，TXD也会有負压经R10和D4给C1充电后，使Q2的集电极保持有一定的负压光耦U1未导通时，Q1截至RXD上出现负压。Q1在这里起到放大光耦信号的作用4N37工作在非饱囷态，才能满足速度要求

　　U1也可以用4N25， 4N26等R6和R11要作些调整。U2本人也试用过6N136 （因为6N137是10Mbps级的在这里大材小用了），但调试发现大不如6N137好鼡

：Igbt击穿保护电路的制作方法

本发奣涉及一种击穿保护电路尤其涉及一种IGBT上的击穿保护电路。

在电力电子学和功率电子学领域将一种电能转换为另一种电能(如直流5伏转 換直流3伏)进行功率转换的装置称为变换器，在电能转换中起调整作用的部件交替工作 在开(即导通)和关(即截止)状态的变换器就称为开关变換器。近十余年来电力电子 技术和功率电子技术的发展十分迅猛。作为电力电子技术和功率电子技术领域的基础电力 电子器件而言以IGBT為代表的全控型器件取得了长足的进步，成为主流器件从而给电 力电子和功率电子变换(流)技术及其应用带来了革命性的变化。作为电力電子技术和功率电子技术领域的基础电力电子器件IGBT的运行安全 (防止过电流损坏、过电压击穿)得到了非常高度的重视IGBT的运行电流超过了额萣值， 导致IGBT损坏称为过电流损坏IGBT的运行电压超过了额定值，导致IGBT损坏称为过电 压击穿损坏目前IGBT的过电压击穿保护电路，大都采用以下幾种典型方案降低回路寄生电 感、降低IGBT关断速度、合理布置吸收缓冲电路等电力电子器件对电压非常敏感，一旦运 行电压超过器件所允許的最大额定值器件将立即损坏。因此人们分析出了很多种产生过 电压的原因并进行抑制保护。但这几种方法只能抑制我们已知悉的范畴没有主动性。往 往部分电力电子器件在运行时会遇到我们还没有知悉的范畴而其它部分的电力电子器件 还运行在知悉的安全范畴。此时置身于当前环境的部分电力电子器件只能损坏，因采用 的抑制保护电路没有主动性控制中心不会及时的知悉当前的运行情况将繼续保持运行状 态。因此部分电力电子器件的损坏将带来连锁反应会损坏到其它电力电子器件，以致装置 大面积损坏和装置完全损坏過电压是完全避免不了的，有效的抑制过电压保护措施但就 现有技术的IGBT保护电路方案中没有主动保护的特点，不能有效的降低损坏面积

发明内容 本发明解决的技术问题是本发明通过构建一种IGBT击穿保护电路，克服现有技 术中IGBT保护电路缺乏主动保护、不能有效降低损坏面积嘚技术问题本发明解决技术问题的技术方案是构建一种IGBT击穿保护电路，其特征在于 包括阻抗Zl、Z2、Z3和二极管D1，其特征在于所述阻抗Z1的┅端连接电源VCC，另一端与 所述阻抗Z2的一端和所述二极管D1的正极相连接所述二极管D1的负极与IGBT的集电 极C相连接，所述阻抗Z2的另一端与阻抗Z3的┅端及IGBT的保护输出端相连所述阻抗 Z3的另一端与IGBT的驱动电极G相连。本发明解决技术问题的进一步技术方案是还包括保护信号处理模块、控淛中心 模块所述保护信号处理模块Z2的IGBT保护信号输出端相连，接收Z2输出的保护信号并 进行处理所述控制模块与保护信号处理模块连接并接收保护信号处理模块处理的信号，所述控制模块根据接收的信号控制IGBT的驱动本发明解决技术问题的进一步技术方案是所述保护信号处悝模块还包括光藕 U1，所述光藕Ul中的发光二极管下正极接Z2的IGBT的保护信号输出端相连将保护输出 端输出的电信号通过光隔离传输后再转换成電信号进行隔离传输。本发明解决技术问题的进一步技术方案是所述光藕Ul还包括发光二极管所述 发光二极管导通阀值电压为1.2伏，导通阀徝电流2mA放大倍数为10。本发明解决技术问题的进一步技术方案是所述传输方式为电阻或电容直连方式 的直接传输或光藕或光纤等光隔离方式或变压器等电磁隔离方式的隔离传输本发明解决技术问题的进一步技术方案是所述二极权管Dl为快恢复二极管或 超快恢复二极管。本发奣解决技术问题的进一步技术方案是所述IGBT可以多只串联、多只并联或 多只串并联本发明技术方案产生的技术效果是通过构建一种IGBT击穿保護电路，本技术方 案在IGBT使用过程中遇到IGBT被击穿的情况，能够致C-E电压降为零伏A点输出电平 为低，使IGBT电路处于保护状态更进一步地能够紦已经损坏的情况及时的通知控制中 心，让控制中心停止运行和做出及时有效的其它措施使损坏面积保持当前状态，以防止因 继续运行帶来装置大面积损坏或整个装置完全损坏以致产生连锁反应使相关设备损坏。

图1为本发明的结构图图2为本发明的控制结构图。图3为本發明的保护信号模块结构图图4为本发明的IGBT连接结构5为本发明实施方式结构的结构图。

下面结合具体实施例对本发明技术方案进一步说奣。如图1所示本发明构建一种IGBT击穿保护电路，其特征在于包括阻抗Z1、Z2、Z3 和二极管D1，其特征在于所述阻抗Zl的一端连接电源VCC，另一端与所述阻抗Z2的一端 和所述二极管Dl的正极相连接所述二极管Dl的负极与IGBT的集电极C相连接，所述阻 抗Z2的另一端与阻抗Z3的一端及IGBT的保护输出端相连所述阻抗Z3的另一端与IGBT 的驱动电极G相连。本发明通过Z1、Z2、Z3的连接对IGBT电路进行分压从而对IGBT电路 进行保护。如图1所示正常工作时，当IGBT驱动模块输出低电平时V2处于关断状态。因 D1、D2的高反向电压该保护电路的A点输出电平为高，该电路工作正常使该电路处于未 保护状态；当IGBT驅动模块输出高电平时，Vl处于开通状态Dl、D2正向导通，A点输出 电平为高该电路工作正常，使该电路处于未保护状态当IGBT驱动模块输出低電平时，V2 因击穿致C-E电压降为零伏，A点输出电平为低使该电路处于保护状态。如图2、图3所示本发明IGBT击穿保护电路还包括保护信号处理模块、控制中心

4模块，所述保护信号处理模块Z2的IGBT保护信号输出端相连接收Z2输出的保护信号并 进行处理，所述控制模块与保护信号处理模塊连接并接收保护信号处理模块处理的信号 所述控制模块根据接收的信号控制IGBT的驱动。所述保护信号处理模块还包括光藕Ul所 述光藕Ul中嘚发光二极管下正极接Z2的IGBT的保护信号输出端相连，将保护输出端输出 的电信号通过光隔离传输后再转换成电信号进行隔离传输所述光藕Ul還包括发光二极 管，所述发光二极管导通阀值电压为1.2伏导通阀值电流2mA，放大倍数为10所述传输 方式为电阻或电容直连方式的直接传输或咣藕或光纤等光隔离方式或变压器等电磁隔离 方式的隔离传输。所述二极管Dl的正向导通压降均为0.5伏反向耐压1000伏。所述二 极管Dl为快恢复二極管或超快恢复二极管能够高速快恢复如图2所示，正常工作时当IGBT驱动模块输出低电平时，V2处于关断状态因 D1、D2的高反向电压，该保护電路的A点输出电平为高Ul的原边(发光二极管)导通发光， 副边输出低电平该电路工作正常，控制中心判断该电路处于正常状态使该电路處于未保 护状态；当IGBT驱动模块输出高电平时，Vl处于开通状态D1、D2正向导通，A点输出电平 为高该电路工作正常，使该电路处于未保护状态当IGBT驱动模块输出低电平时，V2因 击穿致C-E电压降为零伏，A点输出电平为低使该电路处于保护状态，此时控制中心模 块接收到保护信息後，立即将运行状态变为停止状态与之相关联的Vl不再运行，IGBT电 路得到了保护相关器件也没有损坏，防止导致大面积的电路损坏如图4、如图5所示，所述IGBT可以多只串联、多只并联或多只串并联这些多只串 联、并联或串并联的IGBT以同样的方式接到所述IGBT击穿保护电路，与上述哃样的运行过 程可以得到保护。以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明不能认定 本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说在 不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换都应当視为属于本发明的 保护范围。

权利要求 一种IGBT击穿保护电路其特征在于，包括阻抗Z1、Z2、Z3和二极管D1其特征在于，所述阻抗Z1的一端连接电源VCC另一端与所述阻抗Z2的一端和所述二极管D1的正极相连接，所述二极管D1的负极与IGBT的集电极C相连接所述阻抗Z2的另一端与阻抗Z3的一端相连同时輸出IGBT的保护信号，所述阻抗Z3的另一端与IGBT的驱动电极G相连

2.根据权利要求1所述的IGBT击穿保护电路，其特征在于还包括保护信号处理模块、 控淛中心模块，所述保护信号处理模块Z2的IGBT保护信号输出端相连接收Z2输出的保 护信号并进行处理，所述控制模块与保护信号处理模块连接并接收保护信号处理模块处理 的信号所述控制模块根据接收的信号控制IGBT的驱动。

3.根据权利要求2所述的IGBT击穿保护电路其特征在于，所述保護信号处理模块还 包括光藕U1所述光藕U1中的发光二极管下正极接Z2的IGBT的保护信号输出端相连，将 保护输出端输出的电信号通过光隔离传输后洅转换成电信号进行隔离传输

4.根据权利要求3所述的IGBT击穿保护电路，其特征在于所述光藕U1还包括发光二 极管，所述发光二极管导通阀值電压为1.2伏导通阀值电流2mA，放大倍数为10

5.根据权利要求3所述的IGBT击穿保护电路，其特征在于所述传输方式为电阻或电 容直连方式的直接传輸或光藕或光纤等光隔离方式或变压器等电磁隔离方式的隔离传输。

6.根据权利要求1至6所述的任一IGBT击穿保护电路其特征在于，所述二极管D1為 快恢复二极管或超快恢复二极管

7.根据权利要求1至6所述的任一IGBT击穿保护电路，其特征在于所述IGBT可以多 只串联、多只并联或多只串并联。

本发明涉及一种IGBT击穿保护电路其特征在于，包括阻抗Z1、Z2、Z3和二极管D1其特征在于，所述阻抗Z1的一端连接电源VCC另一端与所述阻抗Z2的一端和所述二极管D1的正极相连接，所述二极管D1的负极与IGBT的集电极C相连接所述阻抗Z2的另一端与阻抗Z3的一端相连同时输出IGBT的保护信号，所述阻忼Z3的另一端与IGBT的驱动电极G相连本发明在IGBT被击穿的情况下，能够使IGBT电路处于保护状态

甘信 申请人:深圳市科陆变频器有限公司