[發明專利]基于驅動芯片的IGBT短路保護檢測電路

有效

• 申請號: 201110326817.4
• 申請日: 2011-10-25
• 公開（公告）號: CN102361319A
• 公開（公告）日: 2012-02-22
• 發明（設計）人: 胡覺遠;羅欣;呂曉東;徐琳
• 申請（專利權）人: 杭州日鼎控制技術有限公司
• 主分類號: H02H7/20
• 分類號: H02H7/20;H02H3/08;G01R19/165
• 代理公司: 杭州天正專利事務所有限公司 33201
• 代理人: 王兵;王利強

技術領域

本發明涉及一種IGBT短路保護電路。

背景技術

目前在大功率IGBT在大功率變頻裝置中應用廣泛，但在IGBT的短路 保護方面一直很難找到可靠性較高的方法，對于IGBT短路保護檢測主要采 用檢測IGBT通態集射極電壓Vce，判斷其電壓是否大于電壓短路電流對應 的電壓值。目前在短路保護檢測方面主要采用帶短路保護的驅動芯片，如 HCPL-316J、PC929，FOD8316等帶短路保護的隔離驅動芯片，該類芯片 含IGBT管集射極電壓檢測引腳DESAT，該引腳提供250uA的檢測電流， 并通過其Vce檢測電路(參見圖1)主要由串聯電阻、正向超快恢復二極管 組成或由幾個串聯的超快恢復二極管組成。

現有技術的IGBT短路保護檢測電路的電路原理是，IGBT正常工作時 通態集射極電壓很低，當IGBT短路時電流迅速增加，使集射極電壓大于其 飽和壓降，即短路保護檢出，帶IGBT短路保護的驅動芯片一般檢測引腳電 壓閥值為7V，而IGBT短路電流對應集射極電壓最大為3V左右，因此需 采用串聯電阻分壓或采用多個二極管串聯的方式。當IGBT短路時，驅動芯 片檢測引腳電壓等于IGBT集射極電壓和串聯電阻分壓或串聯二極管的正 向導通電壓之和，芯片內部關斷IGBT驅動輸出，并通過FAULT引腳輸出 至上位機。

現有IGBT短路保護檢測電路的缺點是：

1.檢測電路輸出電流小，電流值為250uA左右，極易受到IGBT器件開關 動作的影響，對干擾抑制作用不強，易造成誤報警現象。

2.電路較為復雜，需要很多器件，如采用二極管正向壓降作為短路保護電 路，一般需采用4個以上的二極管，而且對于不同等級的IGBT需采用 不同的數量組合，且二極管的正向壓降固定，不易調節其短路閾值。電 路可移植較低。

3.由于驅動芯片的差異性，不同批次的芯片提供檢測電流范圍可在 250±800uA之間，而在這個電流范圍內二極管的正向壓降變化也較大很 難準確控制其檢測的閾值。

發明內容

為了克服現有IGBT驅動芯片短路保護電路的電路復雜、可靠性低、可 移植性差、電路調整困難的問題，本發明提供了一種電路簡單、可靠性高、 可移植性較好、穩定性高的基于驅動芯片的IGBT短路保護檢測電路。

本發明的技術方案：

一種基于驅動芯片的IGBT短路保護檢測電路，包括隔離驅動電路，所 述隔離驅動電路包括隔離驅動芯片和第二電阻，所述隔離驅動芯片的輸出 引腳與第二電阻的一端連接，所述第二電阻的另一端與待檢測IGBT的基極 連接，所述隔離驅動芯片還包括輸入引腳和過流檢測引腳DESAT，所述輸 入引腳與上位機PWM驅動信號相連接，所述過流檢測引腳DESAT與過流 檢測電路相連，所述過流檢測電路包括第一電阻、第一穩壓管和第一二極 管，所述過流檢測引腳DESAT分別與第一電阻的一端和第一穩壓管的陰極 連接，所述第一電阻的另一端與正電源連接，所述第一穩壓管的陽極與第 一二極管的陰極連接，所述第一二極管的陽極與待檢測IGBT的集電極連 接。

進一步，所述過流檢測電路還包括第一電容，所述過流檢測引腳DESAT 與第一電容的一端連接，所述第一電容的另一端與接地端連接。

本發明的技術構思為：過流檢測電路采用穩壓管的穩壓特性，通過改 變不同規格的穩壓管，可以很好的調節檢測電壓的穩定性，防止IGBT開關 動作的干擾。

大功率變頻裝置通過本發明在IGBT過流保護基礎上，通過對IGBT導 通Vce電壓大小判斷，可以實現過流保護功能，并對IGBT進行迅速關斷， 對上位機進行過流報警反饋，避免IGBT由于過流而造成的燒毀，實現設備 故障的智能判斷，增強設備的可靠性。

現對于現有技術，本發明的優點和積極效果：1、增加了檢測電路的電 流，使的芯片提供的檢測電流的大小所起的作用減小，避免了因檢測電流 的差異而造成的問題；2、通過調節上拉電阻的阻值可以調節檢測電流的大 小在穩壓管的工作點附近，使電路整體的檢測值更加穩定，可以很好的消 除誤報警；3、簡易化了硬件電路的設計，成本低，可以通過改變穩壓管的 規格很好的控制檢測IGBT短路電流的閾值，可以對不同規格的IGBT進行 短路保護。

附圖說明

圖1是現有技術用于IGBT短路保護檢測電路的原理圖。