[實(shí)用新型]一種預(yù)防IGBT直通的電路

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201720358189.0
• 申請(qǐng)日: 2017-04-07
• 公開（公告）號(hào): CN206698108U
• 公開（公告）日: 2017-12-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 洪文瓞;常帥;劉建春;趙軍;季曉春
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 安科瑞電氣股份有限公司;江蘇安科瑞電器制造有限公司
• 主分類號(hào): H02M1/38
• 分類號(hào): H02M1/38
• 代理公司: 上海科盛知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司31225
• 代理人: 應(yīng)小波

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及一種IGBT安全技術(shù)，尤其是涉及一種預(yù)防IGBT直通的電路。

背景技術(shù)

電力電子器件的發(fā)展對(duì)電力電子技術(shù)的發(fā)展起著決定性的作用，隨著高效節(jié)能能源的發(fā)展，如：風(fēng)能、光伏、儲(chǔ)能、有源濾波等。這些領(lǐng)域?qū)﹄娏﹄娮悠骷膽?yīng)用更加廣泛，但大功率電力電子器件的安全穩(wěn)定使用，一直是電力電子技術(shù)發(fā)展上不可逾越的鴻溝。

1、大功率電力電子器件(IGBT、MOSFET等)在應(yīng)用時(shí)，其兩端所加的電壓往往是幾百伏，甚至上千伏，如果其門極前端一旦因?yàn)槌绦騜ug、器件損壞而產(chǎn)生了錯(cuò)誤的驅(qū)動(dòng)信號(hào)，那么器件兩端將會(huì)產(chǎn)生直通故障，進(jìn)而出現(xiàn)失效、爆炸、燃燒等危害。現(xiàn)有電力電子器件的保護(hù)技術(shù)在正常生產(chǎn)應(yīng)用中已有一定程度的發(fā)展，但對(duì)程序調(diào)試階段、試驗(yàn)階段以及門極前端器件損壞而產(chǎn)生的直通故障并未有更加安全的硬件保護(hù)電路。

2、現(xiàn)有技術(shù)往往通過(guò)脈沖寬度(PWM)調(diào)制技術(shù)來(lái)調(diào)節(jié)門極觸發(fā)信號(hào)，控制電力電子器件的開通和關(guān)斷，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)整流或逆變。該方式均通過(guò)軟件設(shè)計(jì)來(lái)達(dá)到目的，但軟件程序在運(yùn)行過(guò)程中由于其不穩(wěn)定性(電磁干擾、跑飛等)，一旦電路不能產(chǎn)生正確的死區(qū)時(shí)間，那么也會(huì)出現(xiàn)與1中描述相類似的直通故障。

考慮到上述情況，分別在相應(yīng)的兩處設(shè)計(jì)了硬件保護(hù)電路，既能防止電路產(chǎn)生錯(cuò)誤的驅(qū)動(dòng)信號(hào)，又能防止電路不能產(chǎn)生正確的死區(qū)時(shí)間，進(jìn)而達(dá)到防止電力電子器件發(fā)生直通故障的目的。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷而提供一種預(yù)防IGBT直通的電路。

本實(shí)用新型的目的可以通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)：

一種預(yù)防IGBT直通的電路，包括上橋臂電路和下橋臂電路，所述的上橋臂電路和下橋臂電路分別均包括依次連接的前級(jí)校準(zhǔn)電路、MOS管互鎖電路、電平轉(zhuǎn)換電路、RC時(shí)間調(diào)節(jié)電路和后級(jí)校準(zhǔn)電路，所述的上橋臂電路中的MOS管互鎖電路和下橋臂電路的MOS管互鎖電路連接。

所述的前級(jí)校準(zhǔn)電路包括依次串聯(lián)的第一施密特觸發(fā)器和第二施密特觸發(fā)器。

所述的上橋臂中的MOS管互鎖電路包括上橋臂MOSFET管、上橋臂柵極電阻和上橋臂限流電阻，所述的上橋臂MOSFET管柵極通過(guò)上橋柵極電阻與上橋臂中的前級(jí)校準(zhǔn)電路連接，所述的上橋臂MOSFET管柵極通過(guò)上橋臂限流電阻與上橋臂中的電平轉(zhuǎn)換電路連接，所述的MOSFET管源極接地，所述的上橋臂MOSFET漏極與下橋臂電路的MOS管互鎖電路連接；

所述的下橋臂中的MOS管互鎖電路包括下橋臂MOSFET管、下橋臂柵極電阻和下橋臂限流電阻，所述的下橋臂MOSFET管柵極通過(guò)下橋柵極電阻與下橋臂中的前級(jí)校準(zhǔn)電路連接，所述的下橋臂MOSFET管柵極通過(guò)下橋臂限流電阻與下橋臂中的電平轉(zhuǎn)換電路連接，所述的下橋臂MOSFET管源極接地，所述的下橋臂MOSFET漏極與上橋臂電路的MOS管互鎖電路連接。

所述的電平轉(zhuǎn)換電路包括第三施密特觸發(fā)器和轉(zhuǎn)換MOS管，所述的轉(zhuǎn)換MOS管的柵極與第三施密特觸發(fā)器連接，所述的轉(zhuǎn)換MOS管源極接地，所述的轉(zhuǎn)換MOS管漏極與RC時(shí)間調(diào)節(jié)電路連接。

所述的RC時(shí)間調(diào)節(jié)電路包括依次串聯(lián)的直流電源、充放電電阻和充放電電容，所述的電平轉(zhuǎn)換電路輸入端接在充放電電阻和充放電電容之間，所述的后級(jí)校準(zhǔn)電路輸入端接在充放電電阻和充放電電容之間。

所述的后級(jí)校準(zhǔn)電路包括第四施密特觸發(fā)器。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型具有以下優(yōu)點(diǎn)：

1、安全性：在現(xiàn)有的技術(shù)中，調(diào)試新程序或做實(shí)驗(yàn)時(shí)并未有相應(yīng)的硬件保護(hù)電路，本設(shè)計(jì)中的MOS管互鎖電路可以很好的對(duì)上述情況進(jìn)行保護(hù)，RC時(shí)間調(diào)節(jié)電路可對(duì)產(chǎn)品整個(gè)生命周期進(jìn)行保護(hù)，二者均能防止IGBT發(fā)生直通故障。

2、可靠性：因?yàn)楸驹O(shè)計(jì)所采用的保護(hù)方式為硬件電路，所以能防止IGBT因?yàn)橥獠侩娐返碾姶鸥蓴_，或軟件程序的bug、跑飛而產(chǎn)生直通故障，采用物理的保護(hù)方式更為可靠。

3、可調(diào)性：在現(xiàn)有的技術(shù)中，通過(guò)硬件電路調(diào)節(jié)IGBT導(dǎo)通的方法幾乎很少，而且調(diào)節(jié)不連續(xù)、調(diào)節(jié)跨度大，本設(shè)計(jì)中電阻R和電容C的量值很方便調(diào)節(jié)，并且連續(xù)可調(diào)，能適應(yīng)不同開關(guān)頻次的電力電子器件。

4、高效實(shí)用性：本硬件電路的工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)便，并且能很好的達(dá)到理想效果，易于量產(chǎn)，也便于后期維護(hù)。

附圖說(shuō)明

圖1為本實(shí)用新型的具體電路圖。

圖中，PWM-TOP-IN和PWM-BOT-IN分別對(duì)應(yīng)IGBT觸發(fā)脈沖電路的上橋臂和下橋臂。