[發明專利]一種用于串聯IGBT的均壓保護電路

有效

• 申請號: 201611027624.8
• 申請日: 2016-11-17
• 公開（公告）號: CN106788366B
• 公開（公告）日: 2019-09-06
• 發明（設計）人: 張明;王棟煜
• 申請（專利權）人: 華中科技大學
• 主分類號: H03K17/567
• 分類號: H03K17/567
• 代理公司: 華中科技大學專利中心 42201
• 代理人: 朱仁玲

1.一種用于串聯IGBT的均壓保護電路，其特征在于，包括電壓采集模塊、第i比較器、控制模塊以及柵極電阻模塊；其中，i為1～N的整數，N為自然數；

所述電壓采集模塊的第i輸出端連接第i比較器，所述第i比較器的輸出端連接柵極電阻模塊的第i輸入端，第一比較器的所述輸出端還連接控制模塊的輸入端，所述控制模塊的輸出端連接柵極電阻模塊的第N+1輸入端，所述柵極電阻模塊的輸出端作為所述均壓保護電路的輸出端；

所述電壓采集模塊用于獲取與集射極電壓信號對應的低電壓信號；

所述第i比較器用于通過將所述低電壓信號與第i閾值進行比較，將所述低電壓信號轉換為第i方波信號，所述第i閾值小于所述低電壓信號的峰值；

所述控制模塊用于根據第一方波信號，發出驅動信號；

所述柵極電阻模塊用于根據所述第i方波信號以及驅動信號，改變整體阻值，并獲得IGBT的柵射集電壓信號；

其中，所述柵極電阻模塊包括基礎電阻、第i驅動器、第i電阻以及第i半導體開關，所述第i電阻與第i半導體開關串聯形成第i串聯電路，所述第i串聯電路與基礎電阻并聯；所述第i電阻的阻值小于基礎電阻；所述第i驅動器的輸入端作為所述柵極電阻模塊的第i輸入端，輸出端連接第i半導體開關的控制端，所述基礎電阻的輸入端作為所述柵極電阻模塊的第N+1輸入端，輸出端作為所述柵極電阻模塊的輸出端；

所述第i驅動器用于根據第i方波信號，獲得第i控制信號，所述第i半導體開關用于根據所述第i控制信號，導通或分斷第i串聯電路，從而改變所述柵極電阻模塊的整體阻值。

2.根據權利要求1所述的均壓保護電路，其特征在于，N≥2，且第一閾值至第N閾值依次遞增。

3.根據權利要求2所述的均壓保護電路，其特征在于，N＝2，所述第一閾值為低電壓信號的峰值的1/3～2/5，所述第二閾值為低電壓信號的峰值的2/3～4/5。

4.根據權利要求1所述的均壓保護電路，其特征在于，所述第i比較器的延時小于20ns。

5.根據權利要求1所述的均壓保護電路，其特征在于，所述控制模塊包括控制單元、隔離單元以及驅動單元，所述隔離單元的輸入端作為所述控制模塊的輸入端，交互端連接控制單元的交互端，輸出端連接驅動單元的輸入端，所述驅動單元的輸出端作為所述控制模塊的輸出端；

所述控制單元用于根據第一方波信號，發出單極性、低幅值的驅動信號，所述隔離單元用于隔離控制單元與第一比較器，以及用于隔離控制單元與驅動單元，所述驅動單元用于輸出雙極性、高幅值的驅動信號。

6.根據權利要求1所述的均壓保護電路，其特征在于，所述電壓采集模塊包括均壓電阻、采樣電阻以及電壓采集單元，所述均壓電阻的第一端用于連接IGBT的第一端，第二端連接所述采樣電阻的第一端以及電壓采集模塊的第一輸入端，所述采樣電阻的第二端連接電壓采集模塊的第二輸入端，并用于連接IGBT的第二端；

所述均壓電阻用于調整IGBT的靜態電壓，所述采樣電阻用于獲取集射極電壓信號，所述電壓采集單元用于將集射極電壓信號轉換為低電壓信號。

7.根據權利要求6所述的均壓保護電路，其特征在于，所述均壓電阻和采樣電阻的溫度漂移小于150ppm/℃。

8.根據權利要求1所述的均壓保護電路，其特征在于，N≥2，且第一電阻至第N電阻的阻值依次遞增。

9.根據權利要求8所述的均壓保護電路，其特征在于，N＝2，所述第一電阻的阻值為第二電阻的1/4～1/2，所述第二電阻的阻值為基礎電阻的1/6～1/3。