[發(fā)明專(zhuān)利]IGBT過(guò)流保護(hù)電路及方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201711045376.4
• 申請(qǐng)日: 2017-10-31
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN107659296A
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-02-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 楊寧;謝望玉;李水昌;嚴(yán)翔;劉偉志;左鵬;鄭雪洋;趙震;宋術(shù)全;程建華;王為介;史志富;邱騰飛;姜龍飛;楊濱瑞;管健龍;馬馳;阮錚;秦帥;李旭陽(yáng);王曉宇;劉洋;張昱龍
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 中國(guó)鐵道科學(xué)研究院;北京縱橫機(jī)電技術(shù)開(kāi)發(fā)公司;中國(guó)鐵道科學(xué)研究院機(jī)車(chē)車(chē)輛研究所
• 主分類(lèi)號(hào): H03K17/082
• 分類(lèi)號(hào): H03K17/082;H03K17/567;H03K17/284
• 代理公司: 北京三友知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司11127
• 代理人: 王濤,賈磊

1.一種IGBT過(guò)流保護(hù)電路，其特征在于，包括：數(shù)字處理電路、電壓檢測(cè)電路及多個(gè)模擬比較觸發(fā)電路；

多個(gè)所述模擬比較觸發(fā)電路的過(guò)流反饋輸出端均連接至所述數(shù)字處理電路的過(guò)流反饋輸入端，閾值控制輸入端連接至所述數(shù)字處理電路的數(shù)字控制輸出端；所述電壓檢測(cè)電路采集IGBT上的飽和壓降，并將所述飽和壓降分別輸入至多個(gè)所述模擬比較觸發(fā)電路；每一所述模擬比較觸發(fā)電路設(shè)置一過(guò)流保護(hù)閾值，所述數(shù)字處理電路根據(jù)多個(gè)所述模擬比較觸發(fā)電路反饋的過(guò)流反饋觸發(fā)狀況，延遲對(duì)應(yīng)時(shí)長(zhǎng)向IGBT驅(qū)動(dòng)控制電路發(fā)送IGBT關(guān)斷指令，完成不同等級(jí)過(guò)流反饋觸發(fā)狀態(tài)下的IGBT關(guān)斷動(dòng)作。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的IGBT過(guò)流保護(hù)電路，其特征在于，所述數(shù)字處理電路包括：

CPLD數(shù)字芯片，設(shè)置有JTAG接口、多個(gè)過(guò)流反饋輸入端及多個(gè)數(shù)字控制輸出端；

復(fù)位電路，連接所述CPLD數(shù)字芯片。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的IGBT過(guò)流保護(hù)電路，其特征在于，所述電壓檢測(cè)電路包括：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、第二二極管及第一運(yùn)算放大器；所述第一電阻與第二電阻并聯(lián)后一端通過(guò)所述第一二極管及第三電阻連接至所述第一運(yùn)算放大器的反向輸入端，并通過(guò)所述第二二極管連接至IGBT的集電極，另一端連接至所述第一運(yùn)算放大器的同相輸入端及所述第五電阻的一端，所述第五電阻的另一端接地；所述第四電阻一端連接在所述第三電阻與所述反向輸入端之間，另一端連接所述IGBT的發(fā)射極；所述第一運(yùn)算放大器的反向輸入端通過(guò)所述第六電阻連接所述第一運(yùn)算放大器的輸出端。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的IGBT過(guò)流保護(hù)電路，其特征在于，所述模擬比較觸發(fā)電路包括：電阻陣列、第三二極管、第一電容、第二電容、第七電阻、第八電阻及第二運(yùn)算放大器；

所述第二運(yùn)算放大器的同相輸入端連接所述第一運(yùn)算放大器的輸出端，通過(guò)所述第一電容接地，并通過(guò)所述第七電阻連接電源；所述第二運(yùn)算放大器的反相輸入端依次通過(guò)所述第三二極管及所述電阻陣列連接至所述數(shù)字處理電路上對(duì)應(yīng)的數(shù)字控制輸出端，通過(guò)所述第二電容接地，并通過(guò)所述第八電阻連接所述電源；所述第二運(yùn)算放大器的輸出端作為過(guò)流反饋輸出端連接至所述數(shù)字處理電路的過(guò)流反饋輸入端。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的IGBT過(guò)流保護(hù)電路，其特征在于，各所述模擬比較觸發(fā)電路具體用于將所述飽和壓降與自身的過(guò)流保護(hù)閾值進(jìn)行比較，如果所述飽和壓降大于自身的過(guò)流保護(hù)閾值，所述模擬比較觸發(fā)電路向所述數(shù)字處理電路輸出過(guò)流反饋觸發(fā)信號(hào)。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的IGBT過(guò)流保護(hù)電路，其特征在于，所述數(shù)字處理電路根據(jù)收到過(guò)流反饋觸發(fā)信號(hào)對(duì)應(yīng)的各所述模擬比較觸發(fā)電路的優(yōu)先級(jí)延遲對(duì)應(yīng)時(shí)長(zhǎng)向IGBT驅(qū)動(dòng)控制電路發(fā)送IGBT關(guān)斷指令。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的IGBT過(guò)流保護(hù)電路，其特征在于，所述對(duì)應(yīng)時(shí)長(zhǎng)由查詢IGBT技術(shù)手冊(cè)得到。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的IGBT過(guò)流保護(hù)電路，其特征在于，所述對(duì)應(yīng)時(shí)長(zhǎng)由所述數(shù)字處理電路根據(jù)飽和壓降、通態(tài)電流及熱容量計(jì)算得到。

9.一種IGBT過(guò)流保護(hù)方法，應(yīng)用于權(quán)利要求1至8中任一權(quán)利要求所述的IGBT過(guò)流保護(hù)電路，其特征在于，包括：

所述電壓檢測(cè)電路采集IGBT上的飽和壓降，并將所述飽和壓降發(fā)送給多個(gè)所述模擬比較觸發(fā)電路；

各所述模擬比較觸發(fā)電路將自身的過(guò)流保護(hù)閾值與所述飽和壓降進(jìn)行比較，如果自身的過(guò)流保護(hù)閾值大于所述飽和壓降，輸出過(guò)流反饋觸發(fā)信號(hào)；

所述數(shù)字處理電路接收至少一所述模擬比較觸發(fā)電路輸出的過(guò)流反饋觸發(fā)信號(hào)，延遲對(duì)應(yīng)時(shí)長(zhǎng)向IGBT驅(qū)動(dòng)控制電路發(fā)送IGBT關(guān)斷指令，完成不同等級(jí)過(guò)流反饋觸發(fā)狀態(tài)下的IGBT關(guān)斷動(dòng)作。

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的IGBT過(guò)流保護(hù)方法，其特征在于，如果所述數(shù)字處理電路接收到多個(gè)所述模擬比較觸發(fā)電路輸出的流反饋觸發(fā)信號(hào)，根據(jù)收到過(guò)流反饋觸發(fā)信號(hào)對(duì)應(yīng)的各所述模擬比較觸發(fā)電路的優(yōu)先級(jí)延遲對(duì)應(yīng)時(shí)長(zhǎng)向IGBT驅(qū)動(dòng)控制電路發(fā)送IGBT關(guān)斷指令。

11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的IGBT過(guò)流保護(hù)方法，其特征在于，所述對(duì)應(yīng)時(shí)長(zhǎng)由查詢IGBT技術(shù)手冊(cè)得到。

12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的IGBT過(guò)流保護(hù)方法，其特征在于，所述對(duì)應(yīng)時(shí)長(zhǎng)由所述數(shù)字處理電路根據(jù)飽和壓降、通態(tài)電流及熱容量計(jì)算得到。