EXB841的内部电路及工作原理VISIO图

几种IGBT驱动电路的保护电路原理图

几种IGBT驱动电路的保护电路原理图第一种驱动电路EXB841/840EXB841工作原理如图1,当EXB841的14脚和15脚有10mA的电流流过1us以后IGBT 正常开通，VCE下降至3V左右，6脚电压被钳制在8V左右，由于VS1稳压值是13V,所以不会被击穿，V3不导通，E点的电位约为20V,二极管VD,截止，不影响V4和V5正常工作。

当14脚和15脚无电流流过，则V1和V2导通，V2的导通使V4截止、V5导通，IGBT 栅极电荷通过V5迅速放电，引脚3电位下降至0V,是IGBT 栅一射间承受5V左右的负偏压，IGBT可靠关断，同时VCE的迅速上升使引脚6悬空.C2的放电使得B点电位为0V,则V S1仍然不导通，后续电路不动作，IGBT正常关断。

如有过流发生，IGBT的V CE过大使得VD2截止，使得VS1击穿，V3导通，C4通过R7放电，D点电位下降，从而使IGBT的栅一射间的电压UGE降低,完成慢关断，实现对IGBT的保护。

由EXB841实现过流保护的过程可知，EXB841判定过电流的主要依据是6脚的电压，6脚的电压不仅与VCE 有关，还和二极管VD2的导通电压Vd有关。

典型接线方法如图2,使用时注意如下几点：a、IGBT栅-射极驱动回路往返接线不能太长(一般应该小于1m)，并且应该采用双绞线接法，防止干扰。

b、由于IGBT集电极产生较大的电压尖脉冲，增加IGBT栅极串联电阻RG有利于其安全工作。

但是栅极电阻RG不能太大也不能太小，如果RG增大，则开通关断时间延长，使得开通能耗增加;相反，如果RG太小，则使得di/dt增加，容易产生误导通。

c、图中电容C用来吸收由电源连接阻抗引起的供电电压变化，并不是电源的供电滤波电容，一般取值为47 F.d、6脚过电流保护取样信号连接端，通过快恢复二极管接IGBT集电极。

e、14、15接驱动信号，一般14脚接脉冲形成部分的地，15脚接输入信号的正端，15端的输入电流一般应该小于20mA,故在15脚前加限流电阻。

EXB841外接电路应用

EXB841外接电路应用作者：柏建普,高美霞,郭荣祥,方贵元时间：2006-09-18 来源:摘要：将大功率开关器件IGBT用在功率变换电路及直流调速系统中。

阐述了IGBT驱动器的基本要求，介绍了EXB841芯片内部结构，分析了系统的工作原理。

关键词：IGBT；驱动保护；转速测量引言随着电力电子器件的发展，快速关断器件如门极可关断晶体管GTO、功率双极型晶体管GTR、金属氧化硅晶体管MOSFET和绝缘栅双极晶体管IGBT等相继开发成功。

其中IGBT是集MOSEFT和GTR优点于一身。

即具有少子器件GTR的通态压降低、耐压高、可承受大电流等优点。

又兼有多子器件MOSFET的开关速度快、热稳定好、无二次击穿、输入阻抗高、驱动微功耗的长处。

因此倍受青睐。

尤其是在电机控制、中频和开关电源以及要求快速、低损耗的领域发展迅速。

在大功率全桥变换中。

IGBT作为功率开关元器件是非常适合的。

IGBT驱动器的基本要求IGBT是一压控器件。

它所需的驱动电流与驱动功率非常小，可直接与模拟或数字功能块相接，不需加任何附加接口电路而且转换功率也大大提高。

IGBT的导通与关断是由栅极电压U GE来控制的。

当U GE大于开启电压U GE(th)时。

IGBT导通。

当栅极和发射极间施加反向或不加信号时。

使得IGBT关断。

IGBT的驱动用IGBT作大功率全桥变换的功率元件时，由于工作在高速大功率开关状态。

要使它安全可靠地工作，设计好驱动电路是重要环节。

一个理想的IGBT驱动器应具有以下基本要求。

(1)能提供适当的正、反向门极电压为使IGBT稳定工作，一般要求双电源供电，所以驱动电路要求采用正反偏压的两电源形式。

IGBT导通后的管压降与所加栅极电压有关。

当U GE增大时，IGBT承受短路或过电流时间减小，对IGBT安全不利。

一般选U GE要综合考虑，选取+12V-20V为好。

在IGBT关断期间，由于电路中其他部分的工作会在栅极电路中产生一些高频振荡信号，这些信号轻则会使本该截止的IGBT处于微通状态，增加管子的功耗。

EXB841典型应用电路及注意事项

EXB841典型应用电路及注意事项1）EXB841只有1．5us的延时，慢关断动作时间约8us，与使用手册上标明的“对<10us的过电流不动作”是有区别的。

2 ）由于仅有1 ．5us 的延时，只要大于1 ．5 us 的过流都会使慢关断电路工作。

由于慢关断电路的放电时间常数t2 较小，充电时间常数t3 较大，后者是前者的10 倍，因此慢关断电路一旦工作，即使短路现象很快消失， EXB841 中的脚 3 输出也难以达到 Uge ＝＋ 15V 的正常值。

如果EXB841 的C4 已放电至终了值（3 ．6V ），则它被充电至 20v 的时间约为 140us ，与本脉冲关断时刻相距 140us 以内的所有后续脉冲正电平都不会达到 Uge= ＋ 15V ，即慢关断不仅影响本脉冲，而且可能影响后续的脉冲。

3 ）由图 2 －67 可知光耦合器IS01 由十5V 稳压管供电，这似乎简化了电路，但由于 EXB841 的脚 1 接在 IGBT 的 E 极， IGBT 的开通和截止会造成其电位很大的跳动，可能会有浪涌尖峰，这无疑对EXB841 可靠运行不利。

另外，从其PCB 实际走线来看，光耦合器阴叮的脚8 到稳压管VZZ 的走线很长，而且很靠近输出级（V4 、V5 ），易受干扰。

4 ） IGBT 开通和关断时，稳压管 VZ 2 易受浪涌电压和电流冲击，易损坏。

另外，从印刷电路板 PCB 实际走线看， VZ 2 的限流电阻R10 两端分别接在 EXB841 的脚 1 和脚 2 上，在实际电路测试时易被示波器探头等短路，从而可能损坏 VZ2 ，使 EXB841 不能继续使用。

（3 ）驱动器的应用EXB850 和EXB851 驱动器分别能驱动150A ／600V 、 75A ／1200V 、 400A ／600V 、 300A ／1200V 的 IGBT ，驱动电路信号延迟<4Us ，适用于高达 10kHz 的开关电路。

EXB841的内部电路及工作原理VISIO图

EXB841的内部电路及工作原理VISIO图核心提示：1.该图片为VISIO绘制，论文中可以直接使用!2.该图片对比了多个网络资料和硕士论文，对里面的元件标号进行了修正。

许多网站上的元件标号都是不对的，图片也不清晰。

该图绘制花费了作者近2个小时的时间，如果需要，请下载使用，为作者的努力加个油EXB841的内部电路如图所示：《图22 EXB841的内部电路其工作原理主要分为两个部分：①正常开通与关断过程当控制电路使EXB841的输入端脚14和15有10mA电流流过约1μs后，IGBT 导通，VCE下降至3V，EXB841的脚6电位被钳制在8V左右，从而使内部电路B点和C点电位被钳制在8V。

由于稳压管VZ1的稳压值为13V，故IGBT正常开通时VZ1，不会被击穿，V3不通，E点电位约为20V，二极管V6截止，不影响V4、V5正常工作。

若控制电路使EXB841输入端脚l4和15无电流流过，则V1、V2导通，V4截止，V5导通，IGBT栅射极承受5V的反向电压，使IGBT可靠关断。

此时VCE升使V7截止，EXB841的脚6“悬空”。

由于C2通过V1放电，B点和C点电位被钳制在0V，VZ1仍不导通，后续电路不会动作，IGBT正常关断。

②保护动作若IGBT正常导通时发生短路，IGBT承受大电流而退饱和，UCE上升很多，二极管V7截止，则EXB841的脚6“悬空”，B点和C点电位开始由8V上升：当上升至13V时VZ1被击穿，V3导通，C4通过R7和V3放电，E点电位逐步降低，二极管V6导通使D点电位也逐渐下降，从而使脚3电位也逐步下降，慢慢关断IGBT。

四相步进电机原理图

四相步进电机原理图本文先介绍该步进电机的工作原理，然后介绍了其驱动器的软、硬件设计。

1. 步进电机的工作原理该步进电机为一四相步进电机，采用单极性直流电源供电。

只要对步进电机的各相绕组按合适的时序通电，就能使步进电机步进转动。

图1是该四相反应式步进电机工作原理示意图。

图1 四相步进电机步进示意图开始时，开关SB接通电源，SA、SC、SD断开，B相磁极和转子0、3号齿对齐，同时，转子的1、4号齿就和C、D相绕组磁极产生错齿，2、5号齿就和D、A相绕组磁极产生错齿。

当开关SC接通电源，SB、SA、SD断开时，由于C相绕组的磁力线和1、4号齿之间磁力线的作用，使转子转动，1、4号齿和C相绕组的磁极对齐。

而0、3号齿和A、B相绕组产生错齿，2、5号齿就和A、D相绕组磁极产生错齿。

依次类推，A、B、C、D四相绕组轮流供电，则转子会沿着A、B、C、D方向转动。

四相步进电机按照通电顺序的不同，可分为单四拍、双四拍、八拍三种工作方式。

单四拍与双四拍的步距角相等，但单四拍的转动力矩小。

八拍工作方式的步距角是单四拍与双四拍的一半，因此，八拍工作方式既可以保持较高的转动力矩又可以提高控制精度。

单四拍、双四拍与八拍工作方式的电源通电时序与波形分别如图2.a、b、c 所示：a. 单四拍b. 双四 c八拍图2.步进电机工作时序波形图2.基于AT89C2051的步进电机驱动器系统电路原理步进电机驱动器系统电路原理如图3：图3 步进电机驱动器系统电路原理图AT89C2051将控制脉冲从P1口的P1.4~P1.7输出，经74LS14反相后进入9014，经9014放大后控制光电开关，光电隔离后，由功率管TIP122将脉冲信号进行电压和电流放大，驱动步进电机的各相绕组。

使步进电机随着不同的脉冲信号分别作正转、反转、加速、减速和停止等动作。

图中L1为步进电机的一相绕组。

AT89C2051选用频率22MHz的晶振，选用较高晶振的目的是为了在方式2下尽量减小AT89C2051对上位机脉冲信号周期的影响。

用Visio画电路图

用Visio画电路图
1、用Visio的长处
1-1：自带根本电气模板,有经常应用的电路元件,可直接拖动到图中.
大部分经常应用的元器件都在里面.
不过,今朝发明它不自带电压表.电流表.电念头.敏锐电流计.电磁继电器,须要本身创建,不过,创建模具今后,也可以直接拖放.
3个电表和1个电念头都比较好办
电磁继电器就不太好办了,可以用组合外形的办法,我正在试.
连线经由过程调剂,可以很整洁
最大的长处是假如Office与Visio是统一版本,可以直接在Office 中拔出,如许是可以再编辑的.
其它细节
可以转变开关状况
可以保管成可再修正的文件,也可以导出成图片
事实上,Visio还可以制造其他图,例如常识收集图
2、缺少之处
2-1 滑动变阻器不克不及调节滑片地位,只能在正中央.即使不衔接某一侧接线柱,也会显示出来.
2-2相对高端的器械,刚一上手确定比较麻烦,只有效时光长了才干
顺应.
2-3应用是须要和Office配套的,而Visio2007貌似功效没这个全,下载地址也不太好找.。

EXB841驱动电路

基于EXB841的IGBT驱动和保护电路研究多绝缘栅双极型晶体管IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)是一种由双极型晶体管与MOSFET组合的器件，它既具有MOSFET的栅极电压控制快速开关特性，又具有双极型晶体管大电流处理能力和低饱和压降的特点，近年来在各种电能变换装置中得到了广泛应用。

但是，IGBT的门极驱动电路影响IGBT的通态压降、开关时间、快开关损耗、承受短路电流能力及du/dt等参数，并决定了IGBT静态与动态特性。

因此设计高性能的驱动与保护电路是安全使用IGBT的关键技术[1,2]。

IGBT对驱动电路的要求（1）触发脉冲要具有足够快的上升和下降速度，即脉冲前后沿要陡峭；（2）栅极串连电阻Rg要恰当。

Rg过小，关断时间过短，关断时产生的集电极尖峰电压过高；Rg过大，器件的开关速度降低，开关损耗增大；（3）栅射电压要适当。

增大栅射正偏压对减小开通损耗和导通损耗有利，但也会使管子承受短路电流的时间变短，续流二极管反向恢复过电压增大。

因此，正偏压要适当，通常为+15V。

为了保证在C-E间出现dv/dt噪声时可靠关断，关断时必须在栅极施加负偏压，以防止受到干扰时误开通和加快关断速度，减小关断损耗，幅值一般为-（5～10）V；（4）当IGBT处于负载短路或过流状态时，能在IGBT允许时间内通过逐渐降低栅压自动抑制故障电流，实现IGBT的软关断。

驱动电路的软关断过程不应随输入信号的消失而受到影响。

当然驱动电路还要注意像防止门极过压等其他一些问题。

日本FUJI公司的EXB841芯片具有单电源、正负偏压、过流检测、保护、软关断等主要特性，是一种比较典型的驱动电路。

其功能比较完善，在国内外得到了广泛[2,3,4]。

3 驱动芯片EXB841的控制原理图 1 EXB841的工作原理图1为EXB841的驱动原理[4,5]。

其主要有三个工作过程：正常开通过程、正常关断过程和过流保护动作过程。

详细介绍_EXB841_工作原理

详细介绍_EXB841_工作原理EXB841是一种常用的电子产品，它具有广泛的应用领域，包括通信、计算机、消费电子等。

本文将详细介绍EXB841的工作原理。

EXB841是一种集成电路，它由多个功能块组成，包括时钟管理单元、中央处理器、内存、输入输出接口等。

它通过这些功能块的协同工作来完成各种任务。

首先，时钟管理单元提供稳定的时钟信号，用于同步电路的各个部分。

时钟信号由晶振产生，并经过分频等处理后，传递给其他功能块。

时钟管理单元还负责控制各个功能块的工作频率和时序，确保它们按照正确的顺序执行。

中央处理器（CPU）是EXB841的核心部分，负责执行各种指令和运算。

它由控制单元、运算单元和寄存器组成。

控制单元负责从内存中取指令，解码并执行它们。

运算单元负责执行各种算术和逻辑运算。

寄存器用于暂时存储数据和指令，提高处理速度。

CPU根据输入输出接口传递的数据和指令，进行相应的处理和运算。

内存是EXB841的存储器，用于存储数据和指令。

它分为主存储器和缓存存储器。

主存储器是CPU直接访问的存储空间，通过地址线和数据线连接到CPU，用于读写数据和指令。

缓存存储器是位于CPU内部的高速存储器，用于暂存频繁访问的数据和指令，提高处理速度。

输入输出接口用于与外部设备进行数据交互。

它由数据线、控制线和状态线组成。

数据线用于传输数据，控制线用于控制数据的读写和传输方向，状态线用于传输设备状态信息。

输入输出接口根据CPU发送的指令和数据，与外部设备进行数据交互，包括读取外部设备的数据、发送数据给外部设备等。

在EXB841中，各个功能块之间通过总线进行数据传输和控制。

总线是一组平行的导线，用于在各个功能块之间传输数据和控制信号。

它分为地址总线、数据总线和控制总线。

地址总线用于传输地址信号，标识要访问的内存地址或外设地址。

数据总线用于传输数据，控制总线用于传输控制信号。

通过总线，各个功能块能够互相通信、共享数据和控制资源。

此外，EXB841还具有其他一些辅助功能，如时钟控制、电源管理、中断处理等。

电路原理图详解

电子电路图原理分析电器修理、电路设计都就是要通过分析电路原理图,了解电器的功能与工作原理,才能得心应手开展工作的。

作为从事此项工作的同志,首先要有过硬的基本功,要能对有技术参数的电路原理图进行总体了解,能进行划分功能模块,找出信号流向,确定元件作用。

若不知电路的作用,可先分析电路的输入与输出信号之间的关系。

如信号变化规律及它们之间的关系、相位问题就是同相位,或反相位。

电路与组成形式,就是放大电路,振荡电路,脉冲电路,还就是解调电路。

要学会维修电器设备与设计电路,就必须熟练掌握各单元电路的原理。

会划分功能块,能按照不同的功能把整机电路的元件进行分组,让每个功能块形成一个具体功能的元件组合,如基本放大电路,开关电路,波形变换电路等。

要掌握分析常用电路的几种方法,熟悉每种方法适合的电路类型与分析步骤。

１.交流等效电路分析法首先画出交流等效电路,再分析电路的交流状态,即:电路有信号输入时,电路中各环节的电压与电流就是否按输入信号的规律变化、就是放大、振荡,还就是限幅削波、整形、鉴相等。

２.直流等效电路分析法画出直流等效电路图,分析电路的直流系统参数,搞清晶体管静态工作点与偏置性质,级间耦合方式等。

分析有关元器件在电路中所处状态及起的作用。

例如:三极管的工作状态,如饱与、放大、截止区,二极管处于导通或截止等。

３.频率特性分析法主要瞧电路本身所具有的频率就是否与它所处理信号的频谱相适应。

粗略估算一下它的中心频率,上、下限频率与频带宽度等,例如:各种滤波、陷波、谐振、选频等电路。

４.时间常数分析法主要分析由Ｒ、Ｌ、Ｃ及二极管组成的电路、性质。

时间常数就是反映储能元件上能量积累与消耗快慢的一个参数。

若时间常数不同,尽管它的形式与接法相似,但所起的作用还就是不同,常见的有耦合电路、微分电路、积分电路、退耦电路、峰值检波电路等。

最后,将实际电路与基本原理对照,根据元件在电路中的作用,按以上的方法一步步分析,就不难瞧懂。

电工常见电气控制实物接线图原理图

电工常见电气控制实物接线图原理图电气控制是电力系统中非常重要的环节，电工在日常工作中需要掌握电气控制的知识和技能，其中实物接线图和原理图是电气控制中非常重要的一部分。

本文将详细介绍电工常见的电气控制实物接线图和原理图。

一、电气控制实物接线图1.什么是实物接线图？实物接线图是电器设备内部元器件的布局和线路连接关系的图示表示，是电气控制系统的物理表现。

实物接线图是电气控制安装调试、故障排除和保养维修的重要依据，能够清晰明了地反映设备的工作原理和互联关系。

2.实物接线图常用符号在实物接线图中，各种电器元器件均按照标准符号表示。

下面列出几种实物接线图常用的符号：•开关：表示开关或刀闸；•控制器：表示各种控制器，包括继电器、计时器、触发器等；•运动装置：表示各种电机、气动元件等；•信号固化器：表示各种指示灯、蜂鸣器、继电器等；•传感器：表示各种物理量测量传感器、电位器、零位开关等；•仪表：表示各种显示、测量仪表；•电源：表示各种电源、变压器等。

3.实物接线图的组成要素实物接线图由电器元器件符号、导线线路、接点和连接组成，还可以配有附加信息和注释说明。

在实物接线图中，元器件符号由标准符号组成，包括控制元器件、电动元器件、配电元器件、传感器和各种辅助设备元器件等。

导线线路是不同元器件之间的物理连接，线路既表达信号传输的逻辑关系，又引导电能传输，保证正常的电气控制。

接点是对电气信号进行开、闭操作的部件，它们连接或断开电路线上的电气信号。

除了以上组成要素外，实物接线图还可以添加附加信息和注释说明。

附加信息包括元器件的额定电压、电流、功率等参数，注释说明包括连接方式、接线编号和工作模式等。

4.实物接线图的作用实物接线图作为电气控制系统的物理表现，具有以下重要作用：•方便设备的安装调试和维护保养；•保证设备的正常运行和可靠性；•有助于故障排除和分析；•帮助工程师对电器设备进行改款升级。

二、电气控制原理图1.什么是原理图？电气控制原理图是按一定规则，用标记表示各种电器元器件之间的逻辑联系和电气连接关系，以及信号的传递路径。

开关电源常用的几种保护电路

开关电源常用的几种保护电路1 引言评价开关电源的质量指标应该是以安全性、可靠性为第一原则。

在电气技术指标满足正常使用要求的条件下，为使电源在恶劣环境及突发故障情况下安全可靠地工作，必须设计多种保护电路，比如防浪涌的软启动，防过压、欠压、过热、过流、短路、缺相等保护电路。

2 开关电源常用的几种保护电路2.1 防浪涌软启动电路开关电源的输入电路大都采用电容滤波型整流电路，在进线电源合闸瞬间，由于电容器上的初始电压为零，电容器充电瞬间会形成很大的浪涌电流，特别是大功率开关电源，采用容量较大的滤波电容器，使浪涌电流达100A以上。

在电源接通瞬间如此大的浪涌电流，重者往往会导致输入熔断器烧断或合闸开关的触点烧坏，整流桥过流损坏；轻者也会使空气开关合不上闸。

上述现象均会造成开关电源无法正常工作，为此几乎所有的开关电源都设置了防止流涌电流的软启动电路，以保证电源正常而可靠运行。

图1是采用晶闸管V和限流电阻R1组成的防浪涌电流电路。

在电源接通瞬间，输入电压经整流桥（D1～D4）和限流电阻R1对电容器C充电，限制浪涌电流。

当电容器C充电到约80％额定电压时，逆变器正常工作。

经主变压器辅助绕组产生晶闸管的触发信号，使晶闸管导通并短路限流电阻R1，开关电源处于正常运行状态。

图1 采用晶闸管和限流电阻组成的软启动电路图2是采用继电器K1和限流电阻R1构成的防浪涌电流电路。

电源接通瞬间，输入电压经整流（D1～D4）和限流电阻R1对滤波电容器C1充电，防止接通瞬间的浪涌电流，同时辅助电源Vcc经电阻R2对并接于继电器K1线包的电容器C2充电，当C2上的电压达到继电器K1的动作电压时，K1动作，其触点K1.1闭合而旁路限流电阻R1，电源进入正常运行状态。

限流的延迟时间取决于时间常数（R2C2），通常选取为0.3～0.5s。

为了提高延迟时间的准确性及防止继电器动作抖动振荡，延迟电路可采用图3所示电路替代RC延迟电路。

图2 采用继电器K1和限流电阻构成的软启动电路图3 替代RC的延迟电路2.2 过压、欠压及过热保护电路进线电源过压及欠压对开关电源造成的危害，主要表现在器件因承受的电压及电流应力超出正常使用的范围而损坏，同时因电气性能指标被破坏而不能满足要求。

IGBT驱动器EXB841保护电路的设计

３外部过流保护电路
由上述分析可知，ＸＢ８１内部短路保护功能是通Ｅ４过检测ＩＴ的集射电压ＧＢ的大小来判断是否发生了
过流现象，根据图２，以得到Ｅ可ＸＢ８１的６脚电压４和ＩＧＢＴ集射电压之间存在以下关系：
图２ＥＢ４Ｘ８１内部原理图［３］
也极有可能使ＩＴ损坏。同时，ＧＢ由于此时ＥＸＢ８１内４部没有锁定输入信号的功能，因此，流还会进一步损过
坏ＥＸＢ８。４ｌ
与此同时导通，２Ｃ通过更快放电，Ｂ点和Ｃ点将
电位箱制在０使Ｖ，
正常关断。
仍不通，后续电路不会动作，ＧＴＩＢ
５Ｖ。在发生过
即当Ｉ集射电压，ＢＴＧ升现象，通过Ｖ的击穿使得Ｚ１Ｄ点电位下降，而关断Ｉ进ＧＢＴ。
一
当信号输人端没有信号时，ＸＢ４的光耦ＴＰ５Ｅ８１Ｌ５０
关闭，Ａ点电位上升，Ｖ，２导通；２导通使互补推使１ＶＶ
般情况下，ＧＴ在正常导通时集射压降为３当ＩＢＶ，７５，ＧＴ已经严重过流，．时ＩＢ即使此时关断ＩＢＧＴ，
挽电路中Ｖ截止，５导通，ＧＢ４ＶＩＴ栅极电荷通过Ｖ５迅速放电，Ｅ８１１电位迅速下降至Ｏ使ＩＢ使ＸＢ４的脚Ｖ，ＧＴ可靠关断。迅速上升，Ｅ８１６脚 “ 使ＸＢ４的悬空” 。
Ｖ截止，２截止使Ｄ点电位上升至ＥＸ４２ＶＢ８１的工作电压（０，２Ｖ）因此，补推挽电路中Ｖ导通，５互４Ｖ截止，导通的Ｖ使电流从工作电源经过Ｖ，４４流向栅极电阻，给

电源保护电路

开关电源保护电路1 引言评价开关电源的质量指标应该是以安全性、可靠性为第一原则。

在电气技术指标满足正常使用要求的条件下，为使电源在恶劣环境及突发故障情况下安全可靠地工作，必须设计多种保护电路，比如防浪涌的软启动，防过压、欠压、过热、过流、短路、缺相等保护电路。

2 开关电源常用的几种保护电路2.1 防浪涌软启动电路开关电源的输入电路大都采用电容滤波型整流电路，在进线电源合闸瞬间，由于电容器上的初始电压为零，电容器充电瞬间会形成很大的浪涌电流，特别是大功率开关电源，采用容量较大的滤波电容器，使浪涌电流达100A以上。

在电源接通瞬间如此大的浪涌电流，重者往往会导致输入熔断器烧断或合闸开关的触点烧坏，整流桥过流损坏；轻者也会使空气开关合不上闸。

上述现象均会造成开关电源无法正常工作，为此几乎所有的开关电源都设置了防止流涌电流的软启动电路，以保证电源正常而可靠运行。

图1是采用晶闸管V和限流电阻R1组成的防浪涌电流电路。

在电源接通瞬间，输入电压经整流桥（D1～D4）和限流电阻R1对电容器C充电，限制浪涌电流。

当电容器C充电到约80％额定电压时，逆变器正常工作。

经主变压器辅助绕组产生晶闸管的触发信号，使晶闸管导通并短路限流电阻R1，开关电源处于正常运行状态。

图1 采用晶闸管和限流电阻组成的软启动电路图2是采用继电器K1和限流电阻R1构成的防浪涌电流电路。

电源接通瞬间，输入电压经整流（D1～D4）和限流电阻R1对滤波电容器C1充电，防止接通瞬间的浪涌电流，同时辅助电源Vcc经电阻R2对并接于继电器K1线包的电容器C2充电，当C2上的电压达到继电器K1的动作电压时，K1动作，其触点K1.1闭合而旁路限流电阻R1，电源进入正常运行状态。

限流的延迟时间取决于时间常数（R2C2），通常选取为0.3～0.5s。

为了提高延迟时间的准确性及防止继电器动作抖动振荡，延迟电路可采用图3所示电路替代RC延迟电路。

图2 采用继电器K1和限流电阻构成的软启动电路图3 替代RC的延迟电路2.2 过压、欠压及过热保护电路进线电源过压及欠压对开关电源造成的危害，主要表现在器件因承受的电压及电流应力超出正常使用的范围而损坏，同时因电气性能指标被破坏而不能满足要求。

详细介绍 EXB841 工作原理

集成化IGBT 专用驱动器EXB841作者：中国超声波设备网来自：转载发布时间：2005-11-11 19:56:39现在，大电流高电压的IGBT 已模块化，它的驱动电路除上面介绍的由分立元件构成之外，现在已制造出集成化的 IGBT 专用驱动电路。

其性能更好，整机的可靠性更高及体积更小。

集成化驱动电路的构成及性能下面以富士电机公司EXB 系列驱动器为例加以介绍。

EXB850 （851 ）为标准型（最大 10kHz 运行），其内部电路框图如图 2 －65 。

所示。

EXB840 （841 ）是高速型（最大 40kHz 运行），其内部电路框图如图 2 －65b 所示。

它为直插式结构，额定参数和运行条件可参考其使用手册。

EXB 系列驱动器的各引脚功能如下：脚1 ：连接用于反向偏置电源的滤波电容器；脚 2 ：电源（＋ 20V ）；脚3 ：驱动输出；脚4 ：用于连接外部电容器，以防止过流保护电路误动作（大多数场合不需要该电容器）；脚5 ：过流保护输出；脚6 ：集电极电压监视；脚7 、8 ：不接；脚9 ：电源；脚 10 、 11 ：不接；脚 14 、 15 ：驱动信号输入（一，＋）；由于本系列驱动器采用具有高隔离电压的光耦合器作为信号隔离，因此能用于交流 3 80V 的动力设备上。

IGBT 通常只能承受10us 的短路电流，所以必须有快速保护电路。

EXB 系列驱动器内设有电流保护电路，根据驱动信号与集电极之间的关系检测过电流，其检测电路如图 2 －66 。

所示。

当集电极电压高时，虽然加入信号也认为存在过电流，但是如果发生过电流，驱动器的低速切断电路就慢速关断 IGBT （< loUs 的过流不响应），从而保证1GBT 不被损坏。

如果以正常速度切断过电流，集电极产生的电压尖脉冲足以破坏 IGBT ，关断时的集电极波形如图 2 － 6 6b 所示．IGBT 在开关过程中需要一个十 15V 电压以获得低开启电压，还需要一个一5V 关栅电压以防止关断时的误动作。

大功率IGBT专用驱动器EXB841

近年来，新型功率开关器件ＩＧＢＴ已逐渐被人们所认识。

它具有输入阻抗高、驱动功率小、开关损耗小、工作电压低等特点。

与以前的各种电子开关器件相比，ＩＧＢＴ在综合性能方面占有明显的优势，它既有功率场效应管的高速开关性能，又有双极型晶体管的高压、大电流特点，因而被广泛应用于工作频率高　，输出功率大的各类电力变换装置中。

ＩＧＢＴ　的开关作用是通过加正向栅极电压形成沟道，给ＰＮＰ晶体管提供基极电流，使　ＩＧＢＴ　导通。

反之，加反向栅极电压消除沟道，流过反向基极电流，使ＩＧＢＴ关断。

ＩＧＢＴ对驱动电路的要求根据ＩＧＢＴ的特性，它的驱动电路应该满足以下要求：（ｌ）ＩＧＢＴ是电压驱动，具有一个２．５～５Ｖ的阈值电压，有一个容性输入阻抗，因此，ＩＧＢＴ　对栅极电荷非常敏感，这就要求驱动电路必须很可靠，要保证有一条低阻抗值的放电回路，即驱动电路与ＩＧＢＴ　的连线要尽量短。

（２）用内阻小的驱动源对栅极电容充放电，以保证栅极控制电压Ｖｇｅ有足够陡的前后沿，使ＩＧＢＴ的开关损耗尽量小。

另外，ＩＧＢＴ　开通后，栅极驱动源应能提供足够的功率使ＩＧＢＴ处于饱和状态，否则ＩＧＢＴ容易遭到损坏。

大功率ＩＧＢＴ专用驱动器ＥＸＢ８４１・郝　威周学军夏　栋・摘要本文介绍了集成化ＩＧＢＴ专用驱动器ＥＸＢ８４１的特点、典型应用及使用中应注意的问题，并对在“海缆无源探测研究”课题中使用该器件出现的问题进行了分析，给出了改进后的电路及实验结果。

（上接１１页）信号，配合Ｒ、Ｇ、Ｂ三种颜色而将色彩表现出来，最终把图像投射到屏幕上。

ＤＭＤ又称为固定像素显示器件，它被做成４∶３或者１６∶９的长方形，在ＤＭＤ单板芯片上的图像实际是相同的，只是很小而已（０．８英寸），所以我们通常讲ＤＭＤ的清晰度为多少水平像素×多少垂直像素，比如８００×６００、１０２４×７６８、１２８０×１０２４、１６００×１２００等。

图7 是利用IGBT 过流时Vce增大的原理进行保护的电路

图7 是利用IGBT 过流时V ce增大的原理进行保护的电路，用于专用驱动器EXB841。

EXB841内部电路能很好地完成降栅及软关断，并具有内部延迟功能，以消除干扰产生的误动作。

含有IGBT 过流信息的V ce 不直接送至EXB841 的集电极电压监视脚6，而是经快速恢复二极管V D1，通过比较器IC1 输出接至EXB841 的脚6，其目的是为了消除V D1 正向压降随电流不同而异，采用阈值比较器，提高电流检测的准确性。

如果发生过流，驱动器EXB841 的低速切断电路慢速关断IGBT，以避免集电极电流尖峰脉冲损坏IGBT器件。

图8 是利用电流传感器进行过流检测的IGBT 保护电路，电流传感器（SC）初级（1 匝）串接在IGBT 的集电极电路中，次级感应的过流信号经整流后送至比较器IC1 的同相输入端，与反相端的基准电压进行比较，IC1 的输出送至具有正反馈的比较器IC2，其输出接至PWM 控制器UC3525 的输出控制脚10。

不过流时，V A<V ref，V B=0.2V，V C<V ref，IC2 输出低电平，PWM控制器正常工作。

当出现过流时，电流传感器检测的整流电压升高，V A>V ref，V B 为高电平，C3 充电使V C>V ref，IC2 输出高电平（大于1.4V），关闭PWM 控制电路。

因无驱动信号，IGBT关闭，而电源停止工作，电流传感器无电流流过，使V A<V ref，V B=0.2V，C3 经R1 放电，当C3放电到使V C<V ref 时，IC2 又输出低电平，电源重新进入工作状态，如果过流继续存在，保护电路又回复到原来的限流保护工作状态，反复循环使PWM 控制电路的输出驱动波形处于间隔—1—输出状态，如图8(b)所示波形。

电位器R P1 调整比较器过流动作阈值。

电容器C3 经D5 快速充电，经R1 慢速放电，只要合理地选择R1，C3 的参数，使PWM 驱动信号关闭时间t2>>t1，可保证电源进入睡眠状态。