驅(qū)動信號檢測模塊包含三個模塊：計數(shù)，鎖存和控制，如圖2所示。其中，計數(shù)模塊統(tǒng)計驅(qū)動信號的高電平的時標(biāo)頻率信號個數(shù)，并輸出鎖存清零信號，鎖存模塊將數(shù)據(jù)鎖存，控制模塊判斷驅(qū)動信號高電平內(nèi)的時標(biāo)頻率信號的個數(shù)是否超過預(yù)置門限值。

　　過熱檢測

　　IGBT的損耗功率隨著開關(guān)頻率的增高而增大，大功率運(yùn)行時，損耗功率易急劇增加發(fā)熱，由于IGBT的結(jié)溫不超過125℃，基于IGBT的功率開關(guān)電路不能長期工作在結(jié)溫點(diǎn)上限，否則，IGBT將過熱損毀，因此，設(shè)計出溫度檢測電路，實現(xiàn)對IGBT的結(jié)溫檢測，從而達(dá)到保護(hù)目的。

　　設(shè)計過熱保護(hù)電路時，首先選擇一個適當(dāng)?shù)墓ぷ鳒囟戎担鳛橥獠靠刂葡到y(tǒng)的報警與保護(hù)動作門限值，電路設(shè)計可以采用類似過流檢測電路的模式，適用比較電路實現(xiàn);再者，選用表面貼裝式溫度測量模塊安裝在IGBT模塊的散熱器表面，溫度傳感器監(jiān)測輸出IGBT的工作溫度。

　　這樣，當(dāng)溫度超過預(yù)設(shè)的報警溫度臨界點(diǎn)，保護(hù)電路能夠及時采樣溫度信號，并使得過熱保護(hù)電路響應(yīng)輸出。

　　另外，對于采用水循環(huán)散熱的IGBT功率放大電路，設(shè)置冷卻水流量監(jiān)測，實時檢測功放單元工作時冷卻水的流量，監(jiān)測流量是否超過IGBT工作時適宜的溫度值需要的流量限定值;當(dāng)冷卻水的流量低于設(shè)定下限，過熱檢測電路輸出過熱保護(hù)信號。

　　以上兩種過熱檢測電路在實際運(yùn)行時，過熱報警觸發(fā)輸出的信號與直流電源開關(guān)的IGBT的驅(qū)動板的驅(qū)動信號產(chǎn)生邏輯關(guān)聯(lián)，閉鎖IGBT驅(qū)動器的驅(qū)動信號輸出，進(jìn)而切斷功率放大器的IGBT直流電源的供電，從而保護(hù)功率開關(guān)電路的IGBT器件。

　　仿真與實驗

　　針對前文設(shè)計的驅(qū)動信號脈沖寬度檢測電路，通過仿真進(jìn)行功能驗證，仿真結(jié)果如圖3所示，當(dāng)驅(qū)動信號(signal)脈沖過窄時，檢測模塊輸出高電平(signal_error)信號，意味著驅(qū)動信號的高電平信號脈寬小于預(yù)先設(shè)定的脈寬門限值上限，輸出高電平報警?！　?/p>

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　　實驗驗證

　　為了進(jìn)一步驗證本文所設(shè)計的保護(hù)電路的有效性，在IGBT功率放大器上進(jìn)行了實際測試。圖4與圖5舉例過流保護(hù)動作后的實驗波形，圖中曲線分別為功率放大器輸出電壓波形、輸出電流波形。

　　觀察分析曲線的結(jié)果，得出結(jié)論：當(dāng)IGBT在不同工作參數(shù)運(yùn)行期間，一旦發(fā)生過流信號被保護(hù)電路檢測，IGBT驅(qū)動板封鎖驅(qū)動信號輸出，IGBT被關(guān)閉，通過IGBT功率放大電路的電壓和電流在極短時間內(nèi)降為零值，IGBT得到保護(hù)。

　　結(jié)語

　　本文介紹了基于IGBT功率放大器的三種保護(hù)方式：一個IGBT直流供電過流檢測電路，一個基于CPLD的驅(qū)動信號脈沖寬度檢測邏輯電路，一個針對IGBT結(jié)溫設(shè)計檢測的電路;并且對設(shè)計保護(hù)電路進(jìn)行了舉例仿真和實驗舉例，驗證了保護(hù)電路的功能。

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