CN102548073A - 一种电磁感应加热设备的igbt驱动电路 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种电磁感应加热设备的IGBT驱动电路。包括IGBT驱动信号发生电路及IGBT驱动信号放大电路，其中IGBT驱动信号发生电路与IGBT驱动信号放大电路之间还设有IGBT驱动信号保护电路，IGBT驱动信号发生电路的输出端与IGBT驱动保护电路的输入端连接，IGBT驱动保护电路的输出端与IGBT驱动信号放大电路的输入端连接。本发明IGBT信号发生电路将IGBT驱动信号输入到IGBT驱动保护电路，IGBT驱动保护电路的输出信号输入到IGBT信号放大电路。当受到外界干扰，IGBT信号发生电路输出的IGBT驱动信号不受控制，驱动信号宽度超过设计要求时，IGBT保护电路起保护作用，保护IGBT不被损坏。防止损坏电磁感应加热设备的情况发生。

Description

一种电磁感应加热设备的IGBT驱动电路
技术领域
本发明涉及一种电磁感应加热设备的IGBT驱动电路，特别是一种能够保护IGBT驱动信号、使IGBT驱动信号发生异常时保护IGBT不受损坏的电磁感应加热设备的IGBT驱动电路。 
背景技术
电磁感应加热设备的IGBT驱动信号一般由单片机发出，经过放大电路后直接驱动IGBT工作。由于电磁感应加热是一种复杂的感应加热，加热过程中电路会产生复杂的电磁干扰，受干扰后IGBT驱动信号往往会出现异常，IGBT驱动宽度发出后不受单片机控制，出现宽度超过设计最大值时往往出现功率异常，从而损坏IGBT。传统的电磁感应加热保护电路例如过压保护、过流保护、浪涌保护等等都是对于电磁感应加热设备整个工作状态的保护，IGBT驱动信号受到干扰宽度发生异常时，以上所述的保护电路一般不会起到保护作用。 
发明内容
本发明的目的在于考虑上述问题而提供一种设计巧妙，可靠性高的电磁感应加热设备的IGBT驱动电路。本发明可避免电磁感应加热设备内部电路受到不可预知干扰情况下， IGBT驱动信号宽度异常而导致IGBT损坏。 
为了实现上述技术目的，本发明方案为：本发明的电磁感应加热设备的IGBT驱动电路，包括IGBT驱动信号发生电路及IGBT驱动信号放大电路，其中IGBT驱动信号发生电路与IGBT驱动信号放大电路之间还设有IGBT驱动信号保护电路，IGBT驱动信号发生电路的输出端与IGBT驱动保护电路的输入端连接，IGBT驱动保护电路的输出端与IGBT驱动信号放大电路的输入端连接。 
所述的IGBT驱动保护电路包括信号处理模块和信号宽度限制模块，其中信号处理模块的输出信号为信号宽度限制模块的输入信号。 
所述信号处理模块包括电阻R1、R2、R3和R4；电容C1和C2以及比较器U1，电阻R1的一端与IGBT驱动信号发生电路的输出端连接，电阻R1的另一端与比较器U1的正输入端连接；电阻R2的一端与比较器U1的正输入端连接，电阻R2的另一端接地；电容C1的一端与比较器U1的正输入端连接，电容C1的另一端接地；电阻R3的一端与电源VCC连接，电阻R3的另一端与比较器U1的负输入端连接；电阻R4的一端与比较器U1的负输入端连接，电阻R4的另一端接地；电容C2的一端与比较器U1的负输入端连接，电容C2的另一端接地。 
所述信号宽度限制模块包括电阻R5、R6、 R7、R8，电容C3、C4，二极管D1和比较器U2,电阻R5的一端与电源VCC连接，电阻R5的另一端与比较器U2的正输入端连接；电阻R6的一端与比较器U2的正输入端连接，电阻R6的另一端接地；电容C3的一端与比较器U2的正输入端连接，电容C3的另一端接地；电阻R7的一端与电源VCC连接，电阻R7的另一端与比较器U2的负输入端连接；电容C4的一端与比较器U2的负输入端连接，电容C4的另一端接地；二极管D1的正极与比较器U2的正输入端连接，二极管D1的负极与比较器U2的负输入端连接；比较器U2的输出端与电阻R8连接。 
所述IGBT信号放大电路为推挽型放大电路。 
所述IGBT驱动信号发生电路为单片机的内置电路。 
本发明由于采用在IGBT驱动信号发生电路与IGBT驱动信号放大电路之间还设有IGBT驱动信号保护电路的结构，IGBT信号发生电路将IGBT驱动信号输入到IGBT驱动保护电路，IGBT驱动保护电路的输出信号输入到IGBT信号放大电路。当受到外界干扰，IGBT信号发生电路输出的IGBT驱动信号不受控制，驱动信号宽度超过设计要求时，IGBT保护电路起保护作用，保护IGBT不被损坏。防止由IGBT驱动信号发生电路发出的IGBT驱动信号受到外界不可预知干扰的情况下驱动宽度超过限制从而损坏电磁感应加热设备的情况发生。 
附图说明
图1为本发明的电路框图； 
图2为本发明的电路原理图；
图3、图4为本发明电路驱动信号在正常状态下各种情况的波形示意图；
图中，A表示MCU正常输出的IGBT原级驱动信号的波形， B表示A经过信号处理模块后输出的信号；C为B经过宽度限制模块从电阻上输出IGBT次级驱动信号。
图5、图6为本发明电路驱动信号异常状态下各种情况的波形示意图； 
图中， D表示MCU输出的IGBT原级驱动信号发生异常的波形，其信号宽度超过设计值，E表示D经过信号处理模块后输出的信号对宽度限制模块中的电容进行充电后产生的波形。F表示宽度限制模块中电源VCC通过电阻对电容充电后产生的波形。当E信号幅值小于F信号幅值时，比较器翻转，输出低电平，输出信号如G所示。
具体实施方式
下面结合附图以及实施例对该发明的具体实施方式做进一步描述。 
如图1所示，本发明的电磁感应加热设备的IGBT驱动电路，包括IGBT驱动信号发生电路1及IGBT驱动信号放大电路3，其中IGBT驱动信号发生电路1与IGBT驱动信号放大电路3之间还设有IGBT驱动信号保护电路2，IGBT驱动信号发生电路1的输出端与IGBT驱动保护电路2的输入端连接，IGBT驱动保护电路2的输出端与IGBT驱动信号放大电路3的输入端连接。 
所述的IGBT驱动保护电路2包括信号处理模块21和信号宽度限制模块22，其中信号处理模块21的输出信号为信号宽度限制模块22的输入信号。 
所述信号处理模块21包括电阻R1、R2、R3和R4；电容C1和C2以及比较器U1，电阻R1的一端与IGBT驱动信号发生电路（1）的输出端连接，电阻R1的另一端与比较器U1的正输入端连接；电阻R2的一端与比较器U1的正输入端连接，电阻R2的另一端接地；电容C1的一端与比较器U1的正输入端连接，电容C1的另一端接地；电阻R3的一端与电源VCC连接，电阻R3的另一端与比较器U1的负输入端连接；电阻R4的一端与比较器U1的负输入端连接，电阻R4的另一端接地；电容C2的一端与比较器U1的负输入端连接，电容C2的另一端接地。 
所述信号宽度限制模块22包括电阻R5、R6、 R7、R8，电容C3、C4，二极管D1和比较器U2,电阻R5的一端与电源VCC连接，电阻R5的另一端与比较器U2的正输入端连接；电阻R6的一端与比较器U2的正输入端连接，电阻R6的另一端接地；电容C3的一端与比较器U2的正输入端连接，电容C3的另一端接地；电阻R7的一端与电源VCC连接，电阻R7的另一端与比较器U2的负输入端连接；电容C4的一端与比较器U2的负输入端连接，电容C4的另一端接地；二极管D1的正极与比较器U2的正输入端连接，二极管D1的负极与比较器U2的负输入端连接；比较器U2的输出端与电阻R8连接。 
本实施例中，所述IGBT驱动信号发生电路1为单片机的内置电路。IGBT信号放大电路3为推挽型放大电路。IGBT信号发生电路1将IGBT驱动信号输入到IGBT驱动保护电路2，IGBT驱动保护电路2的输出信号输入到IGBT信号放大电路3。当受到外界干扰，IGBT信号发生电路1输出的IGBT驱动信号不受控制，驱动信号宽度超过设计要求时，IGBT保护电路2起保护作用，保护IGBT不被损坏。 
如图3、4所示， A表示MCU正常输出的IGBT原级驱动信号的波形， B表示A经过信号处理模块21后输出的信号；C为B经过宽度限制模块22从电阻R8上输出IGBT次级驱动信号。正常情况下，A与C信号宽度一致，IGBT驱动保护电路2不起作用。 
如图5、6所示，D表示MCU输出的IGBT原级驱动信号发生异常的波形，其信号宽度超过设计值，E表示D经过信号处理模块21后输出的信号对宽度限制模块22中电容C3进行充电后产生的波形。F表示宽度限制模块22中电源VCC通过电阻R7对电容C4充电后产生的波形。当E信号幅值小于F信号幅值时，比较器U2翻转，输出低电平，输出信号如G所示。 
该电路应用电容C3与电容C4的容值不同，从而导致E信号和F信号上升斜率不同的特点，通过调节电容C3与C4的容值大小，从而调节G的宽度。 
本发明的工作原理是，如果IGBT驱动信号发生电路输出信号超过宽度限制电路设置的IGBT驱动信号宽度，宽度限制电路强制输出固定宽度的IGBT驱动信号，保证IGBT正常工作不被损坏。IGBT驱动信号宽度小于宽度限制电路设置的驱动宽度，该电路不起作用，IGBT驱动信号宽度受单片机控制。 

Claims (6)

1.一种电磁感应加热设备的IGBT驱动电路，包括IGBT驱动信号发生电路（1）及IGBT驱动信号放大电路（3），其特征在于IGBT驱动信号发生电路（1）与IGBT驱动信号放大电路（3）之间还设有IGBT驱动信号保护电路（2），IGBT驱动信号发生电路（1）的输出端与IGBT驱动保护电路（2）的输入端连接，IGBT驱动保护电路（2）的输出端与IGBT驱动信号放大电路（3）的输入端连接。
2.根据权利要求1所示的电磁感应加热设备的IGBT驱动电路，其特征在于所述的IGBT驱动保护电路（2）包括信号处理模块（21）和信号宽度限制模块（22），其中信号处理模块（21）的输出信号为信号宽度限制模块（22）的输入信号。
3.根据权利要求2所述的电磁感应加热设备的IGBT驱动电路，其特征在于所述信号处理模块（21）包括电阻R1、R2、R3和R4；电容C1和C2以及比较器U1，电阻R1的一端与IGBT驱动信号发生电路（1）的输出端连接，电阻R1的另一端与比较器U1的正输入端连接；电阻R2的一端与比较器U1的正输入端连接，电阻R2的另一端接地；电容C1的一端与比较器U1的正输入端连接，电容C1的另一端接地；电阻R3的一端与电源VCC连接，电阻R3的另一端与比较器U1的负输入端连接；电阻R4的一端与比较器U1的负输入端连接，电阻R4的另一端接地；电容C2的一端与比较器U1的负输入端连接，电容C2的另一端接地。
4.根据权利要求2所述的电磁感应加热设备的IGBT驱动电路，其特征在于所述信号宽度限制模块（22）包括电阻R5、R6、 R7、R8，电容C3、C4，二极管D1和比较器U2,电阻R5的一端与电源VCC连接，电阻R5的另一端与比较器U2的正输入端连接；电阻R6的一端与比较器U2的正输入端连接，电阻R6的另一端接地；电容C3的一端与比较器U2的正输入端连接，电容C3的另一端接地；电阻R7的一端与电源VCC连接，电阻R7的另一端与比较器U2的负输入端连接；电容C4的一端与比较器U2的负输入端连接，电容C4的另一端接地；二极管D1的正极与比较器U2的正输入端连接，二极管D1的负极与比较器U2的负输入端连接；比较器U2的输出端与电阻R8连接。
5.根据权利要求1所述的电磁感应加热设备的IGBT驱动电路，其特征在于所述IGBT信号放大电路（3）为推挽型放大电路。
6.根据权利要求1至5任一项所述的电磁感应加热设备的IGBT驱动电路，其特征在于所述IGBT驱动信号发生电路（1）为单片机的内置电路。
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