[發明專利]IGBT管保護方法、保護電路以及使用該保護電路的功率模塊

有效

• 申請號: 201610091199.2
• 申請日: 2016-02-18
• 公開（公告）號: CN105529679B
• 公開（公告）日: 2019-03-12
• 發明（設計）人: 李祥;吳美飛
• 申請（專利權）人: 杭州士蘭微電子股份有限公司
• 主分類號: H02H3/24
• 分類號: H02H3/24
• 代理公司: 上海專利商標事務所有限公司 31100
• 代理人: 陳亮

1.一種IGBT管保護方法，包括以下步驟：

a)檢測IGBT管的集電極-發射極電壓，根據所述集電極-發射極電壓，產生電壓檢測信號；

b)當所述IGBT管在導通時其所述集電極-發射極電壓高于一安全閾值時，產生欠壓保護控制信號；以及

c)所述欠壓保護控制信號關閉一驅動電路，使所述IGBT管截止，

其中所述產生電壓檢測信號的步驟包括：

a1)在所述IGBT管截止時，輸出表示所述IGBT管截止的所述電壓檢測信號；

a2)在所述IGBT管的集電極-發射極電壓高于所述安全閾值時，輸出表示所述IGBT管在導通時其所述集電極-發射極電壓高于所述安全閾值的所述電壓檢測信號；

a3)在所述IGBT管的集電極-發射極電壓不高于所述安全閾值時，輸出表示所述IGBT管進入飽和導通的所述電壓檢測信號。

2.如權利要求1所述的IGBT管保護方法，其特征在于，

所述步驟b)包括當所述電壓檢測信號表示所述IGBT管在導通時其所述集電極-發射極電壓高于所述安全閾值時，產生欠壓保護控制信號。

3.如權利要求1或2所述的IGBT管保護方法，其特征在于，所述安全閾值大于或等于所述IGBT管集電極-發射極的飽和電壓。

4.如權利要求3所述的IGBT管保護方法，其特征在于，所述安全閾值等于所述IGBT管集電極-發射極的飽和電壓的1.5倍。

5.一種IGBT管保護電路，包括：

欠壓保護控制信號產生電路，檢測一IGBT管的集電極-發射極電壓，當所述IGBT管在導通時其所述集電極-發射極電壓高于一安全閾值時，產生欠壓保護控制信號；

驅動電路，與所述欠壓保護控制信號產生電路耦接，根據所述欠壓保護控制信號，關閉所述驅動電路，使所述IGBT管截止，

其中所述欠壓保護控制信號產生電路包括電壓檢測電路，檢測所述IGBT管的集電極-發射極電壓，在所述IGBT管截止時，輸出表示所述IGBT管截止的電壓檢測信號；在所述IGBT管的集電極-發射極電壓高于所述安全閾值時，輸出表示所述IGBT管在導通時其所述集電極-發射極電壓高于所述安全閾值的所述電壓檢測信號；在所述IGBT管的集電極-發射極電壓不高于所述安全閾值時，輸出表示所述IGBT管進入飽和導通的所述電壓檢測信號。

6.如權利要求5所述的IGBT管保護電路，其特征在于，所述欠壓保護控制信號產生電路還包括：

欠壓保護電路，接收所述電壓檢測信號，當所述電壓檢測信號表示所述IGBT管在導通時其所述集電極-發射極電壓高于所述安全閾值時，產生欠壓保護控制信號。

7.如權利要求6所述的IGBT管保護電路，其特征在于，所述電壓檢測電路包括：

高壓隔離電路，其輸入端連接到所述IGBT管的集電極與發射極，并輸出差分電壓信號；所述IGBT管導通時，正常傳輸所述IGBT管的集電極-發射極電壓；所述IGBT管截止時，將所述IGBT管集電極-發射極間的高電壓轉換為低電壓；

差分減法電路，與所述高壓隔離電路耦接，接收所述高壓隔離電路輸出的差分電壓信號，對差分電壓信號進行減法處理后，輸出電壓壓差；以及

電壓選擇電路，其輸入端接收所述IGBT管的驅動信號，其輸出端與所述差分減法電路相連，當所述驅動信號表示所述IGBT管處于截止狀態時，則所述電壓選擇電路使所述差分減法電路的輸出端輸出低于所述安全閾值的電壓信號作為電壓檢測信號，表示所述IGBT管工作于截止狀態；當所述驅動信號表示所述IGBT管處于導通狀態時，則所述電壓選擇電路使所述差分減法電路的輸出端輸出所述IGBT管的集電極-發射極電壓信號作為電壓檢測信號。

8.如權利要求7所述的IGBT管保護電路，其特征在于，所述欠壓保護電路包括一比較器，所述比較器的一個輸入端與所述電壓選擇電路的輸出端相連，所述比較器的另一個輸入端接收一參考電壓；當所述電壓檢測信號大于所述參考電壓時，所述比較器輸出欠壓保護控制信號，以關閉所述驅動電路；其中所述參考電壓等于所述安全閾值。