[實用新型]一種IGBT短路保護(hù)電路

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201821590138.1
• 申請日: 2018-09-28
• 公開（公告）號: CN208782462U
• 公開（公告）日: 2019-04-23
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張永健
• 申請（專利權(quán)）人: 張永健
• 主分類號: H02H7/20
• 分類號: H02H7/20
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

一種IGBT短路保護(hù)電路，目的是彌補傳統(tǒng)的短路保護(hù)電路存在誤保護(hù)情況，保護(hù)方式單一等缺點，保護(hù)不能快速響應(yīng)。本實用新型將過電流保護(hù)與過電壓保護(hù)電路綜合，并采用了一種改進(jìn)的信號檢測電路用以提升保護(hù)電路的響應(yīng)速度，保護(hù)電路包括電流傳感器，檢測主電路中短路電流；電壓傳感器，檢測IGBT的導(dǎo)通壓降；過電流保護(hù)電路，以電流為基準(zhǔn)的過電流保護(hù)電路；過電壓保護(hù)電路，以電子元件的導(dǎo)通壓降為基準(zhǔn)的過電壓保護(hù)電路。本設(shè)計考慮了短路保護(hù)電路存在動作慢的缺點，并采用一種改進(jìn)的硬件保護(hù)電路，對電子元件應(yīng)用中實施更為快速、準(zhǔn)確短路保護(hù)。

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及IGBT管的過流及短路保護(hù)，尤其是一種IGBT短路保護(hù)電路。

背景技術(shù)

IGBT在實際應(yīng)用中需重要考慮的一點就是短路保護(hù)。在實際應(yīng)用中，電子元件需工作在額定電流之下，一旦短路，電子元件的高短路電流會產(chǎn)生極高的熱量，電子元件往往由于短時高熱量超出電子元件極限而失效。因此，功率電子元件應(yīng)用中需要快速的短路檢測與保護(hù)功能。

功率電子元件有多種不同的短路模式，其中最為嚴(yán)重的一種是橋臂短路，在這種短路模式下，電流迅速上升，同時電子元件直接承受母線電壓，電子元件將產(chǎn)生非常大熱量。短路電流與門極電壓成正相關(guān)，門極電壓越高，短路時的電流就更大。一般對于功率電子元件的短路保護(hù)響應(yīng)時間必須快，必須在10us內(nèi)完成。

目前有四種常用短路檢測幾保護(hù)方法，分別為檢測漏極或者集電極電流，檢測飽和壓降，監(jiān)測di/dt，檢測門極電荷特性。檢測電流最為直接。導(dǎo)通狀態(tài)下，飽和壓降的檢測需要一定的時間放置誤觸發(fā)。檢測電流變化率的方法依賴于寄生電感LeE。

電流檢測保護(hù)一般采用分流電阻的方法檢測期間輸出電流，判斷過流故障，無延遲，電路簡單，成本低。但是檢測電路與主電路不隔離。一般的隔離電流傳感器需要獨立的電源，響應(yīng)速度與精確度也存在較大差別。選擇合適的電流檢測源尤其重要。

短路狀態(tài)下，電子元件兩端壓降迅速上升至母線電壓，因此飽和壓降是短路的一個明顯標(biāo)志。采用飽和壓降檢測短路是一個有效的方法。但對于飽和壓降檢測必須合理設(shè)計電路設(shè)置消隱時間，實現(xiàn)快速保護(hù)并降低保護(hù)電路誤觸發(fā)幾率。

實用新型內(nèi)容

為了解決上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，本實用新型提供一種IGBT短路保護(hù)電路。

本實用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：一種IGBT短路保護(hù)電路，所述IGBT短路保護(hù)電路將電壓保護(hù)電路與電流保護(hù)電路綜合連接，并融進(jìn)改進(jìn)型RS鎖存器電路；包括：電流傳感器，檢測主電路中短路電流和檢測電子元件輸出電流；電流取樣與比較電路，可設(shè)置短路電流的保護(hù)值，當(dāng)取樣電流值大于設(shè)定值，電路輸出高電平的短路信號AL2；飽和壓降取樣與比較電路，可設(shè)置飽和壓降的保護(hù)值，當(dāng)取樣電壓值大于設(shè)定值，電路輸出高電平的短路信號AL1，壓降取樣采用齊納二極管加串聯(lián)電阻分壓方式，齊納二極管采用單管或者多管串聯(lián)；取樣電阻并聯(lián)小電容，電壓取樣電路中C1為10nF；報警復(fù)位電路，用于短路報警后復(fù)位報警信號，電路輸入高電平，報警信號電路即可復(fù)位，報警指示關(guān)閉；所述報警指示采用蜂鳴器報警；驅(qū)動信號同步電路，用于短路保護(hù)動作同步，同步信號采用與電子元件柵極電壓同步的信號，以保證短路保護(hù)的快速與準(zhǔn)確性；短路保護(hù)邏輯動作電路，根據(jù)過流或短路信號產(chǎn)生保護(hù)動作信號，邏輯保護(hù)電路采用SR鎖存器等數(shù)字邏輯門電路實現(xiàn)快速短路保護(hù)；電壓傳感器，檢測IGBT的導(dǎo)通壓降；過電流保護(hù)電路，以電流為基準(zhǔn)的過電流保護(hù)電路；過電壓保護(hù)電路，以電子元件的導(dǎo)通壓降為基準(zhǔn)的過電壓保護(hù)電路。