[實用新型]電機控制器中IGBT驅(qū)動模塊短路檢測保護電路

有效

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• 申請日: 2016-12-09
• 公開（公告）號: CN206293882U
• 公開（公告）日: 2017-06-30
• 發(fā)明（設計）人: 張兆恒;劉華香;茍文輝
• 申請（專利權）人: 上海大郡動力控制技術有限公司
• 主分類號: H02H7/08
• 分類號: H02H7/08;H03K17/08
• 代理公司: 上海天協(xié)和誠知識產(chǎn)權代理事務所31216
• 代理人: 沈國良

技術領域

本實用新型涉及一種電機控制器中IGBT驅(qū)動模塊短路檢測保護電路。

背景技術

電機控制器為新能源電動汽車電機驅(qū)動系統(tǒng)的核心部件，其中的IGBT驅(qū)動模塊是最重要的功率單元。在矢量控制下，IGBT驅(qū)動模塊將動力電池高壓逆變成三相交流電驅(qū)動電機正常運轉(zhuǎn)。故IGBT驅(qū)動模塊的工作需要高可靠性，其中IGBT驅(qū)動模塊短路故障是影響可靠性的重要因素，因此可靠有效的短路檢測保護是IGBT驅(qū)動模塊安全工作的重要保障。目前被廣泛應用于IGBT驅(qū)動模塊的短路檢測保護基本均基于昂貴的專用集成電路，但在一些低成本的應用中，現(xiàn)有的解決方案往往帶來較重的成本壓力。

現(xiàn)有的IGBT驅(qū)動模塊短路檢測保護電路如圖1所示，其主要有IGBT驅(qū)動專用集成電路1、IGBT驅(qū)動模塊2中的IGBT管、高壓二極管Dm、高壓電阻Rm和響應時間電容Ca構成。集成電路1內(nèi)部設有電流源和比較器等電路，當IGBT管關斷時，電流源被內(nèi)部旁路，響應時間電容Ca的電位被鉗在低電位，內(nèi)部比較器不會翻轉(zhuǎn)，不會反饋短路故障信號；當IGBT管開通的過程中，逐漸進入飽和導通狀態(tài)，電流源流過高壓電阻Rm、高壓二極管Dm及IGBT管形成回路，比較器不會翻轉(zhuǎn)反饋故障信號；而當IGBT管出現(xiàn)短路時，會發(fā)生退飽和現(xiàn)象，工作電壓快速由飽和壓降上升至直流母線電壓，高壓二極管Dm會馬上反向截至，電流源則向響應時間電容Ca充電，響應時間電容Ca電位線性上升，在到達集成電路1內(nèi)部設置的門檻電壓值時比較器翻轉(zhuǎn)反饋故障信號，以便安全關斷故障IGBT管，起到保護的作用。首先，由于該專用集成電路非常昂貴，對低成本的產(chǎn)品設計會形成不小的成本壓力；再者，短路保護門檻電壓值往往是集成電路內(nèi)部設置好的，不便于根據(jù)應用條件的不同進行相應的修改，影響了電路設計的靈活性。

發(fā)明內(nèi)容

本實用新型所要解決的技術問題是提供一種電機控制器中IGBT驅(qū)動模塊短路檢測保護電路，本電路既可有效地檢測保護IGBT驅(qū)動模塊的短路故障，又可滿足低成本應用設計的需求，提高電路設計的靈活性，從而確保電機的正常運轉(zhuǎn)。

為解決上述技術問題，本實用新型電機控制器中IGBT驅(qū)動模塊短路檢測保護電路包括IGBT管、高壓二極管、響應時間電容、比較器、施密特緩沖器、第一電阻、第二電阻、第三電阻、第四電阻、第五電阻、第六電阻、第一二極管、第二二極管、第三二極管和第一電容，所述比較器的輸出端連接所述施密特緩沖器的輸入端，所述第一電阻與第二電阻串聯(lián)并且兩端分別連接工作電源正極和接地端，所述第一電阻和第二電阻的中點連接所述比較器的輸入正端，所述第一電容并聯(lián)于所述第二電阻兩端，所述第四電阻、第二二極管和高壓二極管依次串聯(lián)并且兩端分別連接所述比較器的輸入負端和IGBT管的C極，其中所述第二二極管陽極與高壓二極管陽極連接，所述第三電阻與第一二極管串聯(lián)并且兩端分別連接所述比較器的輸入負端和IGBT管的G極，其中第一二極管陰極連接IGBT管的G極，所述第五電阻兩端分別連接所述第一二極管陰極和第二二極管陽極，所述第三二極管陽極連接所述高壓二極管陽極，所述第三二極管陰極連接所述IGBT管的G極，所述響應時間電容兩端連接所述比較器的輸入負端和接地端，所述第六電阻兩端連接所述第二二極管陰極和接地端，所述IGBT管的E極接地。

進一步，所述第六電阻的阻值為三倍的第四電阻阻值或三十倍的第三電阻阻值。

由于本實用新型電機控制器中IGBT驅(qū)動模塊短路檢測保護電路采用了上述技術方案，即本電路主要由IGBT驅(qū)動模塊中的IGBT管、高壓二極管、響應時間電容、比較器、施密特緩沖器以及相應的阻容器件、二極管構成；通過高壓二極管的導通或截止以及響應時間電容的充放電檢測IGBT管的狀態(tài)，一旦IGBT管產(chǎn)生短路故障，通過響應時間電容使比較器輸出信號反轉(zhuǎn)，并傳輸至施密特緩沖器進行信號調(diào)理后給出高電平的短路故障信號，以便通過電機控制器關斷故障的IGBT管。本電路既可有效地檢測保護IGBT驅(qū)動模塊的短路故障，又可滿足低成本應用設計的需求，提高電路設計的靈活性，從而確保電機的正常運轉(zhuǎn)。

附圖說明

下面結合附圖和實施方式對本實用新型作進一步的詳細說明：

圖1為現(xiàn)有IGBT驅(qū)動模塊短路檢測保護電路示意圖；

圖2為本實用新型電機控制器中IGBT驅(qū)動模塊短路檢測保護電路示意圖。

具體實施方式