[發明專利]絕緣柵雙極型晶體管的短路保護電路和方法

有效

• 申請號: 201310046177.0
• 申請日: 2013-02-05
• 公開（公告）號: CN103973277B
• 公開（公告）日: 2017-06-09
• 發明（設計）人: 吳濤;張穎奇;張帆
• 申請（專利權）人: 通用電氣公司
• 主分類號: H03K17/08
• 分類號: H03K17/08;H03K17/567
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所11105
• 代理人: 張貴東

1.一種組件，其包括：

絕緣柵雙極型晶體管IGBT；

柵極驅動器，用來給IGBT的柵極提供電源電壓；以及

短路保護電路，包括：

短路檢測器，用來判斷所述IGBT是否發生短路；以及

電源電壓調節器，用來在所述短路檢測器判斷所述IGBT發生短路時調節所述電源電壓,

其中所述電源電壓調節器包括可基于由電源提供的恒定電流來調節電源電壓的電路。

2.如權利要求1所述的組件，其中所述電源電壓調節器用來在所述短路檢測器判斷所述IGBT發生短路時降低所述電源電壓。

3.如權利要求1所述的組件，其中所述IGBT包括第一IGBT，所述柵極驅動器包括第一柵極驅動器，所述短路保護電路包括第一短路保護電路，所述組件進一步包括第二IGBT、第二柵極驅動器和第二短路保護電路，其中所述第一和第二IGBT串聯。

4.如權利要求3所述的組件，其進一步包括信號分布裝置，用來使所述第一和第二短路保護電路在判斷出所述第一和第二IGBT中的任何一個發生短路時同步降低各IGBT的電源電壓。

5.如權利要求1所述的組件，其中所述短路保護電路進一步包括開/關狀態檢測器，用來判斷所述IGBT是否打開，其中所述電源電壓調節器用來在所述短路檢測器判斷所述IGBT發生短路且所述開/關狀態檢測器判斷所述IGBT已打開時降低電源電壓。

6.如權利要求5所述的組件，其中所述開/關狀態檢測器包括可通過比較一個連接于所述IGBT的柵極的節點處的檢測電壓和一個參考電壓來判斷所述IGBT是否打開的電路。

7.如權利要求5所述的組件，其中所述IGBT包括第一IGBT，所述柵極驅動器包括第一柵極驅動器，所述短路保護電路包括第一短路保護電路，所述組件進一步包括第二IGBT、第二柵極驅動器和第二短路保護電路，其中所述第一和第二IGBT串聯。

8.如權利要求7所述的組件，其進一步包括信號分布裝置，用來使所述第一和第二短路保護電路在判斷出所述第一和第二IGBT中的任何一個已打開并發生短路時同步降低各IGBT的電源電壓。

9.如權利要求1所述的組件，其中所述短路檢測器包括可通過比較一個與IGBT的集電極-發射極電壓成正比的檢測電壓和一個參考電壓來判斷IGBT是否發生短路的電路。

10.如權利要求9所述的組件，其中所述短路檢測器包括至少一個二極管、至少一個電阻、至少一個電容器和至少一個比較器。

11.如權利要求1所述的組件，其中所述電源電壓調節器包括可從一個電源獲得一個以上電壓的分壓器。

12.如權利要求1所述的組件，其中所述電源電壓調節器包括至少兩個基準電壓發生器，分別提供較高的基準電壓和較低的基準電壓，用來分別獲得較高的電源電壓和較低的電源電壓。

13.一種對絕緣柵雙極型晶體管IGBT進行短路保護的方法，其包括：

判斷IGBT是否發生短路；以及

在判斷出所述IGBT發生短路的情況下降低施加到IGBT的柵極的電源電壓,

其中所述降低電源電壓是基于由電源提供的恒定電流來進行降低。

14.如權利要求13所述的方法，其中所述判斷IGBT是否發生短路的步驟進一步包括判斷IGBT是否打開，其中所述降低電源電壓是在判斷出所述IGBT打開并發生短路的情況下降低電源電壓。

15.一種對至少兩個串連的IGBT進行短路保護的方法，其包括：

判斷是否有IGBT發生短路；以及

在判斷出有IGBT發生短路的情況下同步降低施加到所有IGBT柵極的電源電壓,

其中所述降低電源電壓是基于由電源提供的恒定電流來進行降低。

16.如權利要求15所述的方法，其中判斷是否有IGBT發生短路的步驟進一步包括判斷可能發生短路的IGBT是否打開，其中所述降低電源電壓是在判斷出有IGBT打開并發生短路的情況下降低電源電壓。

17.如權利要求13或15所述的方法，其中所述判斷IGBT是否短路是通過比較一個與IGBT的集電極-發射極電壓成正比的檢測電壓和一個參考電壓來進行判斷的。

18.如權利要求14或16所述的方法，其中所述判斷IGBT是否打開是通過比較一個連接于IGBT的柵極的節點處的檢測電壓和一個參考電壓來進行判斷的。