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申请/专利权人：济宁中科先进技术研究院有限公司

摘要：本发明公开一种IGBT元件的过压保护和温度实时监测电路，属于汽车电子电路技术领域，包括电源降压电路部分，电源降压电路部分的输入端连接驱动辅助电源，电源降压电路部分的输出端连接有母线电压检测电路部分、过压信号放大和处理电路部分和温度实时监测电路部分，其中母线电压实时检测电路部分用于生成UDC信号，实现IGBT元件母线电压实时监测，过压信号放大和处理电路部分包括电磁干扰滤除电路和差分运算放大电路，温度巡检电路对温度采样电路的信号处理后产生温度实时监测信号，进行温度监测。为IGBT元件提供过压保护和多点温度实时监测，解决了现有技术中出现的问题。

主权项：1.一种IGBT元件的过压保护和温度实时监测电路，其特征在于：包括电源降压电路部分，电源降压电路部分的输入端连接有驱动辅助电源，电源降压电路部分的输出端连接有母线电压检测电路部分、过压信号放大和处理电路部分和温度实时监测电路部分，其中母线电压实时检测电路部分连接IGBT元件的母线电压端用于生成UDC信号，实现IGBT元件母线电压实时监测，过压信号放大和处理电路部分连接母线电压实时检测电路部分，过压信号放大和处理电路部分包括电磁干扰滤除电路和差分运算放大电路，用于实现过压信号的电磁干扰滤除和过压保护，温度实时监测电路部分连接IGBT元件的热敏电阻端，温度实时监测电路包括多路温度采样电路以及与温度采样电路连接的温度巡检电路，温度巡检电路对温度采样电路的信号处理后产生温度实时监测信号，进行温度监测；所述的电源降压电路部分包括降压芯片（U1），降压芯片（U1）的2号端口通过磁珠（L1）连接驱动辅助电源，驱动辅助电源经过磁珠（L1）滤除高频干扰，降压芯片（U1）的VIN端连接相并联的第一电容（C1）和第二电容（C2）的一端，相并联的第一电容（C1）和第二电容（C2）的另一端接地，降压芯片（U1）的VOUT端口连接相并联的第三电容（C3）和第四电容（C4）一端并作为电源降压电路部分的输出端，相并联的第三电容（C3）和第四电容（C4）另一端接地，降压芯片（U1）、第一电容（C1）、第二电容（C2）、第三电容（C3）和第四电容（C4）构成低压差降压电路生成降压后的信号；所述的母线电压检测电路部分包括光电隔离传感芯片（U2），电源降压电路部分的输出端经过第六电容（C6）解耦给光电隔离传感芯片（U2）的VDD1端提供前级电源，IGBT元件母线电压经依次连接的第一电阻（R1）、第二电阻（R2）、第三电阻（R3）、第四电阻（R4）、第五电阻（R5）、第六电阻（R6）和第七电阻（R7）限流分压后生成过压保护点信号，过压保护点信号经第八电阻（R8）后进入光电隔离传感芯片（U2）VIN端，第五电容（C5）一端接光电隔离传感芯片（U2）的VIN端，第五电容（C5）另一端接地，光电隔离传感芯片（U2）的VOUT+端和VOUT-端分别通过第九电阻（R9）和第十电阻（R10）连接第一运算放大器（U1A）的正向输入端和反向输入端，第一运算放大器（U1A）的输出端和反向输入端之间连接有相并联的第十一电阻（R11）和第十一电容（C11），第一运算放大器（U1A）的正向输入端连接有相并联的第十二电阻（R12）和第八电容（C8）的一端，相并联的第十二电阻（R12）和第八电容（C8）的另一端接地，第一运算放大器（U1A）的输出端连接有第十三电阻（R13）的一端，第十三电阻（R13）的另一端连接第十电容（C10）一端，第十电容（C10）另一端接地，第九电阻（R9）、第十电阻（R10）、第十一电阻（R11）、第十二电阻（R12）、第八电容（C8）、第十一电容（C11）与第一运算放大器（U1A）构成差分运算放大电路，对光电隔离传感芯片（U2）传输的信号进行差分信号放大，差分信号放大的信号经过第十三电阻（R13）和第十电容（C10）后生成UDC信号，UDC信号传给主控芯片，最终实现母线电压实时监测；所述的差分运算放大电路包括第二运算放大器（U2A），电源降压电路部分的输出端通过第十四电容（C14）解耦给第二运算放大器（U2A）供电，电源降压电路部分的输出端通过第十四电阻（R14）和第十五电阻（R15）分压、第十三电容（C13）滤波后设置母线过压保护点，母线电压检测电路部分生成的UDC信号通过第十六电阻（R16）限流、第十二电容（C12）滤波后，与母线过压保护点电压进入第二运算放大器（U2A）进行比较；所述的电磁干扰滤除电路包括光耦芯片（U3），电源降压电路部分的输出端通过第十六电容（C16）滤波给光耦芯片（U3）前级供电，第二运算放大器（U2A）输出端连接有信号处理电路，信号处理电路包括第十七电阻（R17）、第十八电阻（R18）、第十五电容（C15）、光耦芯片（U3）、第十九电阻（R19）、第二十电阻（R20）、第十七电容（C17）和第一二极管（D1），其中，光耦芯片（U3）的1号管脚连接第十七电阻（R17）的一端，第十七电阻（R17）的另一端接电源降压电路部分的输出端；光耦芯片（U3）的3号管脚连接第十五电容（C15）的一端，第十五电容（C15）的另一端接地，第十八电阻（R18）一端连接第十七电阻（R17）的另一端，第十八电阻（R18）另一端连接光耦芯片（U3）的3号管脚，光耦芯片（U3）的4号管脚连接第二十电阻（R20）的一端和第一二极管（D1）的正极，第二十电阻（R20）的另一端接地，第一二极管（D1）的负极输出过压保护信号，光耦芯片（U3）的5号管脚和6号管脚相通且分别连接第十九电阻（R19）的一端和第十七电容（C17）的一端，第十九电阻（R19）的另一端接+5V，第十七电容（C17）的另一端接地，信号处理电路将第二运算放大器（U2A）的放大信号生成过压保护信号，进行输出；所述的温度采样电路和温度巡检电路包括3路，其中第一路温度采样电路包括第三十电阻（R30）、第三十一电阻（R31）、第三十二电阻（R32）、第三十三电阻（R33）、第二十四电容（C24）和第二十五电容（C25），第一路温度采样电路产生1号温度采样信号T12，T12和T11连接于1号IGBT内置热敏电阻两端，电源降压电路部分的输出端通过第三十电阻（R30）、第三十一电阻（R31）、第三十三电阻（R33）接地，第三十电阻（R30）与第三十一电阻（R31）的连接点输出信号T11，第三十一电阻（R31）和第三十三电阻（R33）之间的连接点通过第三十二电阻（R32）输出信号T12；第二十四电容（C24）和第三十一电阻（R31）并联，第二十五电容（C25）和第三十三电阻（R33）并联；第二路温度采样电路包括第三十四电阻（R34）、第三十五电阻（R35）、第三十六电阻（R36）、第三十七电阻（R37）、第二十六电容（C26）和第二十七电容（C27），第二路温度采样电路产生2号温度采样信号T22，T22和T21连接于2号IGBT内置热敏电阻两端，电源降压电路部分的输出端通过第三十四电阻（R34）、第三十五电阻（R35）、第三十六电阻（R36）接地，第三十四电阻（R34）与第三十五电阻（R35）的连接点输出信号T21，第三十五电阻（R35）和第三十六电阻（R36）之间的连接点通过第三十七电阻（R37）输出信号T22；第二十六电容（C26）和第三十五电阻（R35）并联，第二十七电容（C27）和第三十六电阻（R36）并联；第三路温度采样电路包括第三十七电阻（R37）、第三十八电阻（R38）、第三十九电阻（R39）、第四十电阻（R40）、第二十八电容（C28）和第二十九电容（C29），第三路温度采样电路产生3号温度采样信号T32，T32和T31连接于3号IGBT内置热敏电阻两端，电源降压电路部分的输出端通过第三十七电阻（R37）、第三十八电阻（R38）和第三十九电阻（R39）接地，第三十七电阻（R37）与第三十八电阻（R38）的连接点输出信号T31，第三十八电阻（R38）和第三十九电阻（R39）之间的连接点通过第四十电阻（R40）输出信号T32；第二十八电容（C28）和第三十八电阻（R38）并联，第二十九电容（C29）和第三十九电阻（R39）并联，3路温度采样电路均连接电源降压电路部分的输出端；3路温度巡检电路分别为：第一路温度巡检电路包括第三运算放大器（U3A）和与其输出端连接的第二二极管（D2），第二路温度巡检电路包括第四运算放大器（U4A）和与其输出端连接的第三二极管（D3），第三路温度巡检电路包括第五运算放大器（U5A）和与其输出端连接的第四二极管（D4）；3路温度巡检信号通过第二十一电阻（R21）连接光电隔离传感器（U4）的VIN端，第五二极管（D5）的负极连接光电隔离传感器（U4）的VIN端，第五二极管（D5）的正极接地，第十九电容（C19）和第五二极管（D5）并联，光电隔离传感器（U4）的VOUT-端通过第二十六电阻（R26）与第六运算放大器（U6A）的反向输入端连接，光电隔离传感器（U4）的VOUT+端通过第二十五电阻（R25）连接第六运算放大器（U6A）的正向输入端，第二十八电阻（R28）和第二十二电容（C22）并联在第六运算放大器（U6A）的反向输入端和输出端之间，第二十七电阻（R27）和第二十一电容（C21）相并联并一端连接至第六运算放大器（U6A）的正向输入端，第二十七电阻（R27）和第二十一电容（C21）相并联的另一端接地，第二十九电阻（R29）一端连接第六运算放大器（U6A）的输出端，第二十九电阻（R29）另一端与第二十三电容（C23）的一端连接，第二十三电容（C23）的另一端接地，信号处理后产生温度实时监测信号；电源降压电路部分的输出端通过第二十三电阻（R23）限流、第十八电容（C18）滤波后给光电隔离传感器（U4）管脚1供电，+5V通过第二十四电阻（R24）限流、再经第二十电容（C20）滤波后给光电隔离传感器（U4）管脚8供电；所述的主控芯片为DSP芯片，降压芯片（U1）采用NCV4266；光电隔离传感芯片（U2）采用ACPL-C87BT；光耦芯片（U3）采用ACPL-M49T；光电隔离传感器（U4）采用ACPL-C87BT。

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