上一篇分享电流保护和市电输入过压保护的电路测试 ，本文将分享输入供电过压和欠压保护以及IGBT保护电路测试相关内容。主要通过电路工作原理，电路仿真测试两大方面来讲解，同时有配套的资料供大家下载。如有疑问，可在下方评论区留言。
输入供电过压和欠压保护测试电路
电路作用：检测电路工作在何种输入电压量程，判断是否进行高低压保护。
电路工作原理：交流市电由整流管整流成脉动直流电压，然后通过R4与RJ10、RJ11分压，二极管D7将AD检测口与输入端隔离，电容EC2将整流电压滤波平滑后送到CPU端口进行分析，不受输入端影响，二极管D8使得AD最高输入电压钳位在5.7V，从而保护CPU端口不被高压击穿；正常市电输出时的AD输入电压比较稳定，具体如下图所示。
（a）输入供电过压和欠压保护测试电路
（b）A点实际测试波形
图4.87 输入供电过压和欠压保护
CPU检测到输入电压信号后发出动作命令：
1、判别输入电压是否符合充许范围，否则停止加热并发出报警信号；
2、判别输入电压是否为高电压，根据输出功率是否为低功率（1300W以下）进行升功率控制，旨在减小IGBT在高压小功率时出现硬导通即IGBT提前导通，以减小IGBT温升，根据高功率（1800W以上）配合炉面传感器是否检测到线盘温升高，如果温升高则适当降低功率，从而保证线盘不因温升高而烧毁；
3、与电流检测电路协调计算实际输出功率，CPU智能计算功率值再与CPU内部设定的功率值进行对比，然后控制PWM脉宽以稳定输出功率；
4、与电流AD采样相配合，保持高压时恒定功率输出；
5、该电路异常时高低压无保护、间歇加热、功率受限。
市电过压和欠压保护仿真测试：具体电路如下图所示，市电输入由正弦波Vin等效，然后通过二极管进行整流，EC2在交流时容抗影响分压值，所以VAD需要修正；RJ10与EC2并联后再与R4分压，因为Vd为半波整流交流电压，电容EC2的容抗对分压比例产生影响。
图4.88 市电过压和欠压保护仿真测试电路
a） 瞬态仿真测试：为减少仿真时间，将输入正弦波频率设置为1kHz，瞬态仿真设置和测试波形分别如下图所示，改变RJ10阻值调节CPU采样电压值，进行量程校对。
图4.89 瞬态仿真设置
图4.90 市电输入电压和CPU测量电压V(VAD)仿真波形
b）直流仿真测试：Vin交流有效值从100V增大至600V时V(VAD)近似线性增大；当Vin电压大于约400V时V(VAD)被限压到约5.5V，从而形成对CPU输入端口保护；直流仿真设置、测试波形和数据分别如下图所示。
图4.91 Vin直流仿真设置
图4.92 测试电压波形和数据
IGBT保护电路测试
该电路保护IGBT可靠导通与关断；因为IGBT驱动电压至少需要16V，所以利用Q1（PNP管）和Q2（NPN管）组成推挽驱动电路，具体工作原理如下：
1、输入信号为高电平时Q2导通、Q1截止，18V电压流通为IGBT的G极提供门极驱动电压，IGBT导通线盘开始储能。
2、输入信号为低电平时Q2 截止、Q1 导通，IGBT的G极接地，IGBT关断，此时线盘感应电压对谐电容放电形成LC振荡。
3、电阻R6在三极管截止时将IGBT的G极残余电压快速拉低，电容C11用于高频旁路，以平缓驱动电路波形；稳压管ZD1用于限制IGBT的G极电压，预防输入电压过高时损坏IGBT；检锅时波形如下图所示，波形不理想、有点变形；检到锅正常工作后波形如下图所示，控制推挽电路的波形与驱动IGBT波形很相似，功率越大波形高电平宽度越大、B点波形底部越平，因为LM339控制内部三极管导通接地，而A点波形底部比地略高然后再回到零电压。
4、此电路容易出现上电烧机，主要因为驱动电路输出高电平导致，温升高时瓷片电容经常出现问题。
（a）简化电路
（b）实际应用电路
图4.93 IGBT驱动电路
图4.94 检锅时的驱动波形
图4.95 正常工作时的驱动波形
IGBT驱动与输入保护仿真测试电路、仿真设置、测试波形分别如下图所示：：电容滤波和延时作用非常重要；V5直流分析测试浪涌电压保护值，通过R42调节保护点电压值。
（a）IGBT驱动
（b）控制信号
（c）辅助供电
（d）市电输入浪涌保护
图4.96 IGBT驱动与输入保护仿真测试电路
图4.97 瞬态仿真设置
输入市电V(Vin)、浪涌保护信号V(Surge)和IGBT驱动信号V(DRV)的仿真波形如下图所示：输入市电在安全范围时IGBT驱动信号正常输出，输入市电浪涌过压时IGBT驱动信号为低电平、IGBT关闭；浪涌保护信号V(Surge)消失之后延时一段时间IGBT才能重新启动。
图4.98 输入市电V(Vin)、浪涌保护信号V(Surge)和IGBT驱动信号V(DRV)的仿真波形
比较器输入信号与IGBT驱动信号波形如下图所示：V(PWM)高于V(Vsaw)时V(DRV)为高电平——IGBT开通；V(PWM)低于V(Vsaw)时V(DRV)为低电平——IGBT关闭。
图4.99 比较器输入信号与IGBT驱动信号波形