[實(shí)用新型]一種可提高IGBT應(yīng)用可靠性的保護(hù)裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201020181432.4
• 申請(qǐng)日: 2010-05-06
• 公開（公告）號(hào): CN201690229U
• 公開（公告）日: 2010-12-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 黃詹江勇;陳四雄;鄭旺發(fā);曾奕彰
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 廈門科華恒盛股份有限公司;漳州科華技術(shù)有限責(zé)任公司
• 主分類號(hào): H02H9/02
• 分類號(hào): H02H9/02
• 代理公司: 廈門市首創(chuàng)君合專利事務(wù)所有限公司 35204
• 代理人: 連耀忠

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及一種IGBT的保護(hù)裝置，特別是涉及一種可提高IGBT應(yīng)用可靠性的保護(hù)裝置。

背景技術(shù)

IGBT(Insulated?Gate?Bipolar?Transistor)，絕緣柵雙極型晶體管，是由BJT(雙極型三極管)和MOS(絕緣柵型場效應(yīng)管)組成的復(fù)合全控型電壓驅(qū)動(dòng)式功率半導(dǎo)體器件，兼有MOSFET的高輸入阻抗和GTR的低導(dǎo)通壓降兩方面的優(yōu)點(diǎn)。GTR飽和壓降低，載流密度大，但驅(qū)動(dòng)電流較大；MOSFET驅(qū)動(dòng)功率很小，開關(guān)速度快，但導(dǎo)通壓降大，載流密度小。IGBT綜合了以上兩種器件的優(yōu)點(diǎn)，驅(qū)動(dòng)功率小而飽和壓降低，因而非常適合應(yīng)用于直流電壓為600V及以上的變流系統(tǒng)，如交流電機(jī)、變頻器、開關(guān)電源、照明電路、牽引傳動(dòng)等領(lǐng)域。

目前，IGBT的損壞約占現(xiàn)市場返修故障原因的50％，其中，浪涌是造成IGBT損壞的主要原因之一。目前，現(xiàn)有技術(shù)的IGBT的浪涌保護(hù)電路以硬件為主，主要有電壓浪涌保護(hù)電路和電流浪涌保護(hù)電路。其中，電流浪涌保護(hù)電路是通過監(jiān)測浪涌時(shí)線路上的電流突變，捕獲電流浪涌信號(hào)，調(diào)節(jié)PWM信號(hào)，PWM信號(hào)通過隔離放大后再送給IGBT，此時(shí)反饋速度比較慢，保護(hù)電路不一定能及時(shí)關(guān)斷IGBT的驅(qū)動(dòng)信號(hào)，因此這種略滯后的保護(hù)具有相當(dāng)?shù)娘L(fēng)險(xiǎn)，而且在特殊電網(wǎng)下仍可能出現(xiàn)誤觸發(fā)。另外，器件都是具有離散性的，特別是不同廠家、廠地的IGBT，例如國產(chǎn)IGBT與國外的IGBT，他們的技術(shù)水平、加工工藝、原材料等條件各不相同，其離散性也會(huì)比較大，因此在具體應(yīng)用時(shí)其保護(hù)點(diǎn)也是不同的。因此，現(xiàn)有技術(shù)的IGBT的電流浪涌保護(hù)電路有待進(jìn)一步改進(jìn)。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)之不足，提供一種可提高IGBT應(yīng)用可靠性的保護(hù)裝置，它由過流檢測電路、過流判斷保護(hù)電路和精密基準(zhǔn)設(shè)定電路組成，能夠在IGBT出現(xiàn)負(fù)載短期過流時(shí)，有效地關(guān)斷IGBT的驅(qū)動(dòng)信號(hào)，從而保護(hù)IGBT免受過流損壞。

本實(shí)用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：一種可提高IGBT應(yīng)用可靠性的保護(hù)裝置，包括過流檢測電路、過流判斷保護(hù)電路和精密基準(zhǔn)設(shè)定電路；過流檢測電路連接在IGBT與過流判斷保護(hù)電路之間，過流判斷保護(hù)電路與精密基準(zhǔn)設(shè)定電路相連接；該過流檢測電路包括第一三極管、第一二極管、第一電容、第一電阻和第二電阻；該第一三極管的基極與過流判斷保護(hù)電路相連接，第一三極管的發(fā)射極與IGBT相連接，第一三極管的集電極與第一二極管的負(fù)極相連接；第一二極管的正極通過第二電阻接電源的正極；第一電容和第一電阻相并聯(lián)后的一端與第一二極管的正極相連接，另一端接地；第一二極管的正極與過流判斷保護(hù)電路相連接。

所述的過流判斷保護(hù)電路包括第一集成運(yùn)算放大器、第二集成運(yùn)算放大器、驅(qū)動(dòng)隔離放大模塊、第二三極管和第九電阻；第一集成運(yùn)算放大器的輸入接脈沖寬度調(diào)制信號(hào)，第一集成運(yùn)算放大器的輸出接第九電阻的一端，第九電阻的另一端與第二三極管的基極相連接；第二三極管的發(fā)射極接地，第二三極管的集電極與過流檢測電路的第一二極管的正極相連接；第二三極管的集電極接第二集成運(yùn)算放大器的同相輸入端，第二集成運(yùn)算放大器的反相輸入端與精密基準(zhǔn)設(shè)定電路相連接；第二集成運(yùn)算放大器的輸出接驅(qū)動(dòng)隔離放大模塊的控制端，驅(qū)動(dòng)隔離放大模塊的輸入接脈沖寬度調(diào)制信號(hào)，驅(qū)動(dòng)隔離放大模塊的輸出接過流檢測電路的第一三極管的基極。

所述的精密基準(zhǔn)設(shè)定電路包括第一開關(guān)器、第一可調(diào)電阻、第二電容、集成塊、第三電阻、第四電阻、第五電阻、第六電阻、第七電阻、第八電阻和第十電阻；集成塊的負(fù)極接過流判斷保護(hù)電路的第二集成運(yùn)算放大器的反相輸入端，集成塊的負(fù)極并通過第三電阻接電源正極；第二電容的兩端分別與集成塊的正、負(fù)極相連接；第一開關(guān)器的一端接集成塊的控制極，第一開關(guān)器的另一端分別通過第五電阻、第六電阻、第七電阻和第八電阻與集成塊的正極相連接；第一可調(diào)電阻的一端接集成塊的控制極，第一可調(diào)電阻的調(diào)節(jié)端通過第十電阻接集成塊的正極；第四電阻連接在集成塊的控制極與集成塊的負(fù)極之間。