[發明專利]一種IGBT電路

有效

• 申請號: 200910189823.2
• 申請日: 2009-08-28
• 公開（公告）號: CN102006040A
• 公開（公告）日: 2011-04-06
• 發明（設計）人: 韓瑤川;夏文錦;沈麗
• 申請（專利權）人: 比亞迪股份有限公司
• 主分類號: H03K17/567
• 分類號: H03K17/567;H03K17/08
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明屬于電力電子領域，具體涉及一種IGBT保護電路。

背景技術

絕緣柵雙極晶體管(IGBT)是MOSFET與雙極晶體管的復合器件。它既有功率MOSFET輸入阻抗高、工作速度快、易驅動的優點，又具有雙極達林頓功率管(GTO)飽和電壓低、電流容量大、耐壓高等優點，能正常工作于幾十KHz頻率范圍內，故在較高頻率的大、中功率設備(如變頻器、UPS電源、高頻焊機等)應用中占據了主導地位。

現有電力電子變換裝置，由于器件水平的限制，當單個IGBT的容量不滿足功率要求的時候，通常采用多路IGBT并聯的方式使用，以提高耐壓、耐流的等級。如圖1所示為現有技術的并聯IGBT電路示意圖，多路IGBT電路并聯后與保護電路2、驅動單元1串聯，所有并聯的IGBT電路共用一個保護電路；圖2為現有技術的IGBT電路示意圖，圖中僅示出了其中一條支路的示意圖，保護電路為圖中2所示，正常工作情況下：當驅動單元1輸出信號為高電平，二極管D1處于導通狀態，電流由二極管D1支路流過，IGBT實現了快導通；當IGBT斷開時，IGBT的門極電壓高于圖中A點的電壓，二極管D1處于截止狀態，電流由R1支路流過，由于R1存在電阻，IGBT實現了慢關斷。

當其中一路IGBT失效后，一般情況：集電極與門級呈低阻態，高壓通過集電極竄至門極，TVS(Transient?Voltage?Suppressor，瞬態抑制二極管)管開啟箝位，由于門極驅動電阻的存在，驅動單元無法正常箝位門極電壓，其余IGBT將持續導通引起部分模塊燒毀。TVS管僅能瞬間箝位，當受到持續高電壓的沖擊時，TVS管失效引起短路-燒毀-斷路，最終引起高壓全部加在IGBT門極和驅動單元上，引起驅動單元損壞和模塊燒毀甚至爆炸。另一種情況：如果IGBT失效集電極與門級呈高阻態，產生一個小的漏電流，若此時輸出驅動單元1仍工作的話，驅動單元1有一定的帶載能力，該漏電流不影響其正常工作。然而在部分情況下，驅動單元1是不工作的，此時漏電流將會流向與其并聯的其他IGBT支路上，導致IGBT誤操作而損壞。

不管哪種原因引起的IGBT失效，其通常失效狀態為集電極(C極)、門極(G極)、發射極(E極)短路，當集電極與門極短路時，集電極的高壓就會竄到與損壞IGBT并聯的其它支路IGBT上，在瞬間引起門級連鎖擊穿，導致IGBT損壞。

發明內容

本發明要解決的技術問題為現有的IGBT并聯電路中如果有一路IGBT發生損壞，集電極的高電壓會竄到其它支路IGBT門極上，瞬間引起門級連鎖擊穿的問題。

為解決上述技術問題，本發明提供如下技術方案：

一種IGBT電路，包括：一驅動單元、IGBT、保護電路；其中保護電路包括：開關單元、控制單元、熔斷器、穩壓二極管；所述開關單元的兩端分別與驅動單元及熔斷器相連，所述開關單元的控制端與控制單元相連接，所述控制單元接收驅動單元的信號以控制開關單元的導通與斷開，熔斷器與IGBT的門極相連，穩壓二極管的正端連接所述開關單元與熔斷器的連接點，負端連接IGBT的發射極。

與現有技術相比，本發明提供技術方案中的IGBT處于失效狀態下，當IGBT集電極與門級呈低阻態時，集電極高壓竄至門級，門級產生大電流，穩壓二極管立即箝位，門級高電壓被限制到一定水平，在此期間，大電流通過熔斷器使熔斷器熔斷，使該IGBT門極支路斷開；當IGBT集電極與門級呈高阻態時，門級產生一小的漏電流，此漏電流不足以將熔斷器熔斷的情況下，若驅動單元仍工作，由于其有一定的帶載能力，該漏電流不影響IGBT正常工作；若驅動單元不工作，此時在控制單元的控制下開關單元斷開，使該IGBT門極支路斷開。

附圖說明

圖1為現有技術的并聯IGBT電路示意圖；

圖2為現有技術的IGBT電路示意圖；

圖3為本發明一個實施例的IGBT電路示意圖；

圖4為本發明另一個實施例的IGBT電路示意圖；

圖5為本發明圖4中一IGBT門極支路的電路原理圖；

圖6為本發明進一步改進的再一個實施例IGBT電路原理圖。

具體實施方式

為使本發明的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下參照附圖并舉實施例，對本發明進一步詳細說明。