专利名称：电涡流缓速器用功率开关器件的过压保护电路的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种当电涡流缓速器用功率开关器件输入端、输出端出现 过电压时，启动该过电压保护电路使功率开关器件自身不被过电压击穿的 电涡流缓速器用功率开关器件的过压保护电路。
背景技术：
CN200520117115.5公告了一种"电涡流缓速器智能控制电路"。其发明 目的是提供一种既能实现制动力矩的连续可调，又能对速度传感器信号适 应性好，保护功能全，在极低速和停止时自动关闭的电涡流缓速器智能控 制电路。其技术方案所述轮速传感器信号处理电路对轮速信号处理后输 出到微处理保护控制单元，所述微处理保护控制单元对信号处理变换后输 出到调控电路，所述调控电路控制信号的输出和关断。保护功能多，具有 过载保护、电流限制、过压保护、过热保护、短路保护等。其不足之处是: BTS550P是由过载保护、电流限制、过压保护、过热保护、短路保护、逻 辑电路等控制部分和MOSFET组成。该公告中所述的过压保护指BTS550P 内部的控制电路作其过压保护，是当过电压产生时，BTS550P保护器控制 部分断开负载电流达到保护负载的目的，而不具备保护BTS550P的 MOSFET的作用。BTS550P的MOSFET往往在这种情况下击穿短路造成整
个缓速器控制器失效。
CN200620108754X公告了一种"新型电涡流缓速器"。其发明目的是提 供一种功率驱动单元输出端子少、接线大大简化、维护方便。其技术方案: 以中央处理单元为核心，其上连接有信号整形滤波单元、防干扰滤波单元、 过压欠压保护单元、系统报警单元、大功率开关模块、提供工作电源的电 压转换单元、电压转换单元接车载蓄电池，信号整形滤波单元接车速传感器，防干扰滤波单元接手动切换开关信号，大功率开关模块接电磁线圈单 元，电磁线圈单元由四组制动线圈并联而成，该并联电路一端与大功率开 关模块相连，另一端接地，其不足之处是所述新型电涡流缓速器没有设 置大功率开关模块自身的过电压保护电路，因此也不具备保护大功率开关 模块的作用。其中提到的过压、欠压保护电路是针对中央处理单元的，用 于保护中央处理单元与不受过电压欠电压的影响。
随着电涡流缓速器控制技术的发展，由原来的继电器控制的机械方式 向功率开关器件控制的电子无触点方式转变。功率开关器件控制的电子无 触点方式一般采用Infineon公司的功率开关器件如BTS550P。功率开关器 件优点明显，但存在一个普遍的难以解决的问题就是Infineon公司的这类 功率开关器件是为12V等级汽车电器的系统设计，其工作电压为42V。而 在电涡流缓速器， 一般用在24V等级的汽车上，24V车用电设备多，电流 大，容易产生超过42V的干扰电压而使功率开关器件过电压击穿。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术中的不足之处，提供一种使用电 子无触点式电涡流缓速器控制方式，用于过电压时保护功率开关器件自身 不因过电压而被击穿，同时提高电涡流缓速器可靠性的电涡流缓速器用功 率开关器件的过压保护电路。
本发明的目的可以通过以下措施来达到
这种电涡流缓速器用功率开关器件的过压保护电路，包含功率开关器 件(U0，其特殊之处在于，所述过压保护电路还包括
一过电压检测电路，由限流电阻恥)和二极管(叫在连接点(A端)串联， 其两端并联在功率开关器件(仏)的被保护端，即(Vbb)、 (OUT)端；当被保护 端有过电压时，经限流电阻(R0和二极管(D0击穿；
一驱动电路，其具有第一级驱动电路和第二级驱动电路；第一级驱动电路包括PNP三极管(QO，其发射极联接功率开关器件(lh)的(Vbb)端，PNP 三极管(QO的偏置电路并联在功率开关器件(UO的(Vbb)和限流电阻(RO、 二 极管(DO的连接点(A端)；第二级驱动电路包括NPN三极管(Q2)，其基极经 电阻(R2)连接于PNP三极管(QO的集电极，其集电极经驱动电阻(R3)联接于 功率开关器件(UO的IN端，其发射极接(GND), NPN三极管(Q2)与PNP三极 管(QO之间设有第二级驱动电路的偏置电路；所述驱动电路利用过电压检测 电路产生的信号驱动功率开关器件(Ui);
一过电压泄放电路，其具有驱动电涡流缓速器负载的功率开关器件 (U0 ，当功率开关器件(U!)的IN端低于(Vbb)端3V以上时，功率开关器件(U0 动作，(Vbb)端与(OUT)端导通，过电压在功率开关器件(UO导通时，通过功 率开关器件(UO泄放以热量形式耗散，钳制了(Vbb)与(OUT)端的电压保护。
本发明的目的还可以通过以下措施来达到
所述第一级驱动电路的偏置电路包括电阻(R4)、电阻(R5)、电容(C0、 电容(G);所述电阻(R4)并联在PNP三极管(Q0的发射与基极之间，电阻(Rs) 与电容(d)并联后再串联到电阻(Ri)与二极管(DO连接的A端与PNP三极管 (Qi)的基极之间；电容(C2)串联在PNP三极管(QO集电极与(GND)端之间。
所述第二级驱动电路的偏置电路包括电容(C3)、电阻(R2)、二极管(D2)、 驱动电阻(R3);所述电容(G0与电阻(R2)并联后串联在PNP三极管(QO集电 极与NPN三极管(Q2)基极之间；二极管(D2)串联在NPN三极管(Q2)基极与
控制信号(V2)端，过电压保护电路动作时，二极管(D2)截止。
所述限流电阻恥)的输出端(A端)的电压低于(Vbb)端。 本发明相比现有技术，具有如下优点
1、 BTS550P等缓速器用的功率开关器件，其控制部分的保护电路已经 非常普遍，也起到了很好的作用。但由于这类元器件并没有设计针对控制 大电流回路通断的MOSFET过电压保护功能的原因，目前BTS550P这类的功率开关器件的主要失效模式，就是过电压是内部MOSFET击穿，而本发 明正是从根本上解决该问题的。
2、弥补了这类元器件的主要缺点，能大大提高缓速器控制器的可靠性。
图1是本发明的电路原理图。
具体实施例方式
本发明下面将结合附图作进一步详述
请参阅图1所示，该电涡流缓速器用功率开关器件的过压保护电路， 包含功率开关器件(UO，所述过压保护电路还包括
一过电压检测电路，由限流电阻(Ri滩二极管(DO在连接点(A端)串联， 其两端并联在功率开关器件(Ui)的被保护端，即(Vbb)、 (OUT)端；当被保护 端有过电压时，经限流电阻(Rl)和二极管(D!)击穿；
一驱动电路，其具有第一级驱动电路和第二级驱动电路；第一级驱动 电路包括PNP三极管(Qi)，其发射极联接功率开关器件(Ui)的(Vbb)端，PNP 三极管(Ql)的偏置电路并联在功率开关器件(Ui)的(Vbb滩限流电阻恥)、二 极管(DO的连接点(A端)；第二级驱动电路包括NPN三极管(Q2)，其基极经 电阻(R2)连接于PNP三极管(Qi)的集电极，其集电极经驱动电阻(R3)联接于 功率开关器件(Ui)的IN端，其发射极接(GND)， NPN三极管(Q力与PNP三 极管(Qi)之间设有第二级驱动电路的偏置电路；所述驱动电路利用过电压检 测电路产生的信号驱动功率开关器件(Ui);
一过电压泄放电路，其具有驱动电涡流缓速器负载的功率开关器件 (Ui)，当功率开关器件(Ui)的IN端低于(Vbb)端3V以上时，功率开关器件(Ui) 动作，(Vbb)端与(OUT)端导通，过电压在功率开关器件(Ui)导通时，通过功 率开关器件(UO泄放以热量形式耗散，钳制了(Vbb)与(OUT)端的电压保护。
所述第一级驱动电路的偏置电路包括电阻(R4)、电阻(R5)、电容(Q)、电容(C力;所述电阻(R4)并联在PNP三极管(Ql)的发射与基极之间，电阻(R5) 与电容(C!)并联后再串联到电阻(R!)与二极管(D!)连接的A端与PNP三极管 (Qi)的基极之间；电容(C力串联在PNP三极管(Qi)集电极与(GND)端之间。
所述第二级驱动电路的偏置电路包括电容(Q0、电阻(R力、二极管(D2)、 驱动电阻(R3);所述电容(C;5)与电阻(R2)并联后串联在PNP三极管(Qi)集电 极与NPN三极管(Q2)基极之间；二极管(D力串联在NPN三极管(Q2)基极与 控制信号(V2)端，过电压保护电路动作时，二极管(D2)截止。 所述限流电阻(R1)的输出端(A端)的电压低于(Vbb)端。 以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明权利要求范围所做的 均等变化与修饰，皆应属本发明权利要求的涵盖范围。
权利要求
1、一种电涡流缓速器用功率开关器件的过压保护电路，包含功率开关器件(U1)，其特征在于，所述过压保护电路还包括一过电压检测电路，由限流电阻(R1)和二极管(D1)在连接点(A端)串联，其两端并联在功率开关器件(U1)的被保护端，即(Vbb)、(OUT)端；当被保护端有过电压时，经限流电阻(R1)和二极管(D1)击穿；一驱动电路，其具有第一级驱动电路和第二级驱动电路；第一级驱动电路包括PNP三极管(Q1)，其发射极联接功率开关器件(U1)的(Vbb)端，PNP三极管(Q1)的偏置电路并联在功率开关器件(U1)的(Vbb)和限流电阻(R1)、二极管(D1)的连接点(A端)；第二级驱动电路包括NPN三极管(Q2)，其基极经电阻(R2)连接于PNP三极管(Q1)的集电极，其集电极经驱动电阻(R3)联接于功率开关器件(U1)的IN端，其发射极接(GND)，NPN三极管(Q2)与PNP三极管(Q1)之间设有第二级驱动电路的偏置电路；所述驱动电路利用过电压检测电路产生的信号驱动功率开关器件(U1)；一过电压泄放电路，其具有驱动电涡流缓速器负载的功率开关器件(U1)，当功率开关器件(U1)的IN端低于(Vbb)端3V以上时，功率开关器件(U1)动作，(Vbb)端与(OUT)端导通，过电压在功率开关器件(U1)导通时，通过功率开关器件(U1)泄放以热量形式耗散，钳制了(Vbb)与(OUT)端的电压保护。
2、 根据I5(利要求1所述电涡流缓速器用功率开关器件的过压保护电路，其 特征在于所述第一级驱动电路的偏置电路包括电阻(R4)、电阻(R.O、电容(C0、 电容(C2);所述电阻(R4)并联在PNP三极管(Qi)的发射与基极之间，电阻(Rs)与 电容(d併联后再串联到电阻(RO与二极管(DO连接的A端与PNP三极管(Q0的 基极之间；电容(C2)串联在PNP三极管(Qi)集电极与(GND)端之间。
3、 根据权利要求l所述电涡流缓速器用功率开关器件的过压保护电路，其 特征在于所述第二级驱动电路的偏置电路包括电容(Cs)、电阻(R2)、 二极管(D2)、驱动电阻(R3);所述电容(C3)与电阻(R2)并联后串联在PNP三极管(Q0集电 极与NPN三极管(Q2)基极之间；二极管(D2)串联在NPN三极管(Q2)基极与控制信号(V2)端，过电压保护电路动作时，二极管(D2)截止。
4、根据权利要求l所述电涡流缓速器用功率开关器件的过压保护电路，其 特征在于所述限流电阻(RO的输出端(A端)的电压低于(Vbb)端。
全文摘要
本发明涉及一种电涡流缓速器用功率开关器件的过压保护电路，该过压保护电路使用电子无触点式电涡流缓速器控制方式，用于过电压时保护功率开关器件自身不因过电压而被击穿，同时提高电涡流缓速器可靠性。由过电压检测电路、驱动电路、过电压泄放电路组成。过电压检测电路由限流电阻(R<sub>1</sub>)串联TVS组成。驱动电路主要由PNP三极管(Q<sub>1</sub>)、NPN三极管(Q<sub>2</sub>)组成。驱动电涡流缓速器负载的功率开关器件(U<sub>1</sub>)，在过电压保护电路中作为电压泄放电路。
文档编号H02P3/00GK101316092SQ20081006821
公开日2008年12月3日 申请日期2008年6月27日 优先权日2008年6月27日
发明者凌兆蔚, 唐雷华, 勇 梁, 闻维维, 斌 黄 申请人:深圳市特尔佳科技股份有限公司