大功率整流元件的温度监测与保护.pdf

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1、技术与应用大功率整流元件的温度监测与保护张宁(保定莱特整流器股份有限公司，河北保定071051)摘要本文介绍了一种整流元件的温度监测与保护装置，用于解决整流器元器件过热烧毁的问题。本装置由直流电源、温度检测电路、多通道A／D转换器、CPU以及保护执行电路组成，通过深入的剖析，对如何有效保护大功率电力电子设备的安全进行了阐述。关键词：整流元件；温度监测；多通道A／D；保护电路TemperatureMonitoringandProtectionofHigh—powerRectifierPartsandComponentsZhangNing(BaodingLaiteRectifi

2、erCo．，Ltd，Baoding，Hebei071051)AbstractThisarticleintroducesakindoftemperaturemonitoringandprotectionsystemwhichisintendedtosolvetheoverheatingproblemofrectifierpartsandcomponents．ThissystemcomprisesDCpowersupply，temperaturedetectingcircuit，multi—channelA／Dconverter，CPUandprotectionperformi

3、ngcircuit．Throughin—depthanalysis，thepaperillustrateshowtoeffectivelyprotectthehigh—powerelectricaland／orelectronicdevices．Keywords：rectifierpartsandcomponents；temperaturemonitor；multi—channelA／D；protectionCirct1it在大功率电力电子设备中，大功率电子元器件保护执行电路组成(见图1)。(如晶闸管、硅二极管、IGBT等各种器件)往往由于运行温度过高而损坏，目前，在整流设

4、备中对整流元件的保护方法一般是对各整流元件的_』=作电流进行检测，当个别整流元件的电流过大时，保护装置发出警报，采取保护措施，防止硅整流元件因电流过大引起温度过高而烧坏。但是，对于采用水冷却的硅整流元件，特别是同一桥臂上有多支整流元件并联的水冷元件，虽然均流检测可以监测各支元图1件在运行中的实际电流，但是在均流良好的条件下，1．2温度检测电路的组成如果冷却水路发生问题，同样会由于冷却不良而导温度检测电路由六个结构完全相的温度检测致个别整流元件温度过高，造成烧毁整流元件的事单元组成，每个温度检测单元均由温度传感器Rt和故。所以监测各只整流元件的运行温度是一种最直电位器W2串联

5、而成，其串接点的输出信号接多通道接和综合的监测方法。A／D转换器U5的输入端，六个温度检测单冗的输出信号分别接多通道A／D转换器U5的A0一A5输入l结构说明端；多通道A／D转换器U5的输出端Dout接CPU的1．1整体结构PO0端，保护执行电路接CPU的输出端，温度传感整流元件温度监测与保护装置，由直流电源、器Rt安装于硅整流元件的散热器上(见2)。温度检测电路、多通道A／D转换器U5、CPU以及62{电穹技术2011年第9期技术与应用保证温度传感器Rt的输出电压，线性地传到CPUD3【』_1，．t．tt．Vl11十3v模块的A／D转换器端口，而电绝缘耐压强度完全由u2f

6、。Ic3j。T一2iZ-31T一4T一51T一6D2c4l_l：W2-1。所选的光隔器件决定。方案二，由变压器承担整流设备主回路与提供温度采样模块的工频电源之间的电绝缘，温度采样74HC74HC74HC模块的本体部份(传感器、CPU、A／D芯片)A0U5cPPLCl通过光电隔离以数字量的形式与数据采集模块进行fA21)outiP007RXD[I{GIflRTXID)⋯『A3ffITf联系。因为不同几何位置的温度传感器可处于不同^41^5f的主电源电平上，只有处于同一主电源电平的传感器才能合用同一变压器和一一温度采样模块(A／图2D转换器)。1．3直流电源的结构组成2．2A／

7、D转换直流电源由变压器(T)、二极管(D2)、二极A／D转换电路和温度检测电路在物理上实际是管(D3)、电容(C3)、电容(C4)以及三端稳压器同一块印刷电路板，A／D转换电路可以选用各种品(U2)组成，其中，变压器(T)、二极管(D2)、牌和型号来实现，如同CPU芯片可以选各种不同型二极管(D3)接成全波整流电路，电容(C4)为其号一样，这并不影响本技术的实施。滤波电容，全波整流电路的输出接三端稳压器ru2)AD转换后的数据仅仅是表达了温度传感器的的Vin与GND端，电容(C3)为三端稳压器fU2)输出电压。它所