[實(shí)用新型]大功率IGBT冗余驅(qū)動(dòng)保護(hù)電路

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201320723290.3
• 申請(qǐng)日: 2013-11-13
• 公開（公告）號(hào): CN203660869U
• 公開（公告）日: 2014-06-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 呂躍青;呂明君;劉鳳珍;劉建國(guó);趙玉波
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 國(guó)家電網(wǎng)公司;國(guó)網(wǎng)遼寧省電力有限公司朝陽供電公司;榮信電力電子股份有限公司
• 主分類號(hào): H02M1/08
• 分類號(hào): H02M1/08
• 代理公司: 鞍山嘉訊科技專利事務(wù)所 21224
• 代理人: 張群

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及一種大功率IGBT冗余驅(qū)動(dòng)保護(hù)電路。

背景技術(shù)

動(dòng)態(tài)無功發(fā)生器SVG（Static?Var?Generator）是近年來發(fā)展較為迅速的無功補(bǔ)償裝置，它是由全控型變流器件組成的可控的電壓源逆變器，能為系統(tǒng)連續(xù)快速地提供容性無功和感性無功功率，在電力系統(tǒng)中起到動(dòng)態(tài)無功發(fā)生、無功補(bǔ)償、電壓支撐、改善系統(tǒng)穩(wěn)定的作用。

在SVG裝置中，IGBT功率器件由于其控制驅(qū)動(dòng)電路簡(jiǎn)單、工作頻率較高、容量較大的特點(diǎn)，已逐步取代晶閘管或GTO。IGBT集雙極型功率晶體管和功率MOSFET的優(yōu)點(diǎn)于一體，具有電壓控制、輸入阻抗大、驅(qū)動(dòng)功率小、控制電路簡(jiǎn)單、開關(guān)損耗小、通斷速度快和工作頻率高等優(yōu)點(diǎn)。但是，IGBT和其它電力電子器件一樣，其應(yīng)用還依賴于電路條件和開關(guān)環(huán)境。

IGBT的開通和關(guān)斷是由柵極電壓來控制的，由于IGBT的開關(guān)特性和安全工作區(qū)隨著柵極驅(qū)動(dòng)電路的變化而變化，因而驅(qū)動(dòng)電路性能的好壞將直接影響IGBT能否正常工作。為提高IGBT的工作可靠性，避免在IGBT關(guān)斷和導(dǎo)通時(shí)引起誤動(dòng)作，或者在浪涌電流產(chǎn)生時(shí)影響IGBT驅(qū)動(dòng)電路的性能，需要設(shè)計(jì)一種合理結(jié)構(gòu)的IGBT冗余驅(qū)動(dòng)保護(hù)電路。

發(fā)明內(nèi)容

本實(shí)用新型的目的是提供一種大功率IGBT冗余驅(qū)動(dòng)保護(hù)電路，可滿足IGBT保護(hù)的要求，穩(wěn)定性好，抗干擾性強(qiáng)，可靠性高，使用壽命長(zhǎng)。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

一種大功率IGBT冗余驅(qū)動(dòng)保護(hù)電路，包括充電電路、驅(qū)動(dòng)電路、冗余驅(qū)動(dòng)電路、開關(guān)管單元、過電流及短路保護(hù)電路、過壓保護(hù)檢測(cè)電路、溫度監(jiān)測(cè)及保護(hù)電路，充電電路、驅(qū)動(dòng)電路、開關(guān)管單元、過電流及短路保護(hù)電路、過壓保護(hù)檢測(cè)電路、及溫度監(jiān)測(cè)及保護(hù)電路分別與IGBT功率器件相連接，所述的冗余驅(qū)動(dòng)電路連接開關(guān)管單元，開關(guān)管單元與IGBT功率器件的柵極相連接，開關(guān)管單元還與驅(qū)動(dòng)電路相連接。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的有益效果是：

本驅(qū)動(dòng)裝置可快速釋放浪涌電流，降低柵極電壓，防止IGBT誤導(dǎo)通，且在過壓、過流、過熱等幾個(gè)方面都采取有效的保護(hù)措施，可保證IGBT安全可靠地工作；滿足IGBT保護(hù)的要求，穩(wěn)定性好，抗干擾性強(qiáng)，可靠性高，使用壽命長(zhǎng)。

附圖說明

圖1是大功率IGBT冗余驅(qū)動(dòng)保護(hù)電路的結(jié)構(gòu)框圖。

圖2是充電電路的結(jié)構(gòu)圖。

具體實(shí)施方式

見圖1，一種大功率IGBT冗余驅(qū)動(dòng)保護(hù)電路，包括充電電路、驅(qū)動(dòng)電路、冗余驅(qū)動(dòng)電路、開關(guān)管單元、過電流及短路保護(hù)電路、過壓保護(hù)檢測(cè)電路、溫度監(jiān)測(cè)及保護(hù)電路，充電電路、驅(qū)動(dòng)電路、開關(guān)管單元、過電流及短路保護(hù)電路、過壓保護(hù)檢測(cè)電路、及溫度監(jiān)測(cè)及保護(hù)電路分別與IGBT功率器件相連接，所述的冗余驅(qū)動(dòng)電路連接開關(guān)管單元，開關(guān)管單元與IGBT功率器件的柵極相連接，開關(guān)管單元與驅(qū)動(dòng)電路的負(fù)偏置電壓相連接。

本裝置的工作過程是：當(dāng)驅(qū)動(dòng)信號(hào)為高電平時(shí)，驅(qū)動(dòng)電路控制IGBT導(dǎo)通，冗余驅(qū)動(dòng)單元控制開關(guān)管單元關(guān)斷；當(dāng)驅(qū)動(dòng)信號(hào)為低電平時(shí)，驅(qū)動(dòng)電路控制IGBT關(guān)斷，冗余驅(qū)動(dòng)單元控制開關(guān)管單元導(dǎo)通，IGBT的柵極箝位至驅(qū)動(dòng)電路的負(fù)偏置電壓，降低驅(qū)動(dòng)電路的內(nèi)阻抗，快速釋放浪涌電流，確保IGBT可靠地關(guān)斷。

見圖2，充電電路包括電阻R1、R2、R3和接觸器KM，電阻接于三相整流橋的輸入端，每個(gè)電阻均與并聯(lián)有接觸器KM。輸入電壓經(jīng)電阻R1、R2、R3和整流橋D1-D6對(duì)電容C進(jìn)行充電，限制浪涌電流，當(dāng)電容器C充電到約80%額定電壓時(shí)，由接觸器KM切除限流電阻（R1、R2、R3），SVG正常工作。

IGBT的溫度保護(hù)也是功率單元的重要部分，如果IGBT的結(jié)溫Tjmax>150℃，那么IGBT就會(huì)炸裂，因此，在該驅(qū)動(dòng)保護(hù)電路中，設(shè)有溫度保護(hù)電路，通過監(jiān)測(cè)散熱器的溫度把開關(guān)的狀態(tài)送至功率單元板上的溫度監(jiān)測(cè)回路，一旦散熱器的溫度超出溫度繼電器的范圍點(diǎn)，溫度開關(guān)動(dòng)作，就可以使IGBT工作在一個(gè)安全的范圍之內(nèi)，保證了功率單元正常的工作。