[發明專利]IGBT驅動過流保護與短路保護系統電路

有效

• 申請號: 202010109871.2
• 申請日: 2020-02-23
• 公開（公告）號: CN111276941B
• 公開（公告）日: 2022-05-03
• 發明（設計）人: 霍煜
• 申請（專利權）人: 霍煜
• 主分類號: H02H7/12
• 分類號: H02H7/12;H02M1/32
• 代理公司: 北京八月瓜知識產權代理有限公司 11543
• 代理人: 李斌

本發明公開了IGBT驅動過流保護與短路保護系統電路，包括驅動光耦、過流保護電路、短路保護電路以及有源鉗位電路，所述過流保護電路、短路保護電路以及有源鉗位電路皆可單獨應用，組合時達到更好的IGBT保護作用，所述驅動光耦、過流保護電路、短路保護電路以及有源鉗位電路四者與所述IGBT驅動連接，所述過流保護電路可單獨發送過流保護信號，所述短路保護電路可單獨發送短路保護信號。該電路系統能夠對IGBT進行有效，可靠的過流及短路保護，并且采用RC方式進行盲區定時，必要時采用π型連接進行抗干擾處理，當比較器檢到RC上的電壓達到設定電壓時，比較器輸出進行翻轉，將異常信號送出，由控制光耦進行檢測封波關斷IGBT達到保護的目的。

技術領域

本發明涉及電子器件保護技術領域，具體為IGBT驅動過流保護與短路保護系統電路。

背景技術

IGBT具有易驅動，高耐壓，電流大，高速和低飽合壓降等良好特性，故得到了極為廣泛的應用，例如廣泛應用于變頻器，SVG，大功率電源，電機調整，軟啟動和逆變焊機等設備中。

IGBT和其他電子器件一樣，除自身所能提供的器件性能外，實用性還依賴于電路條件和開關環境，因此如何對IGBT進行驅動和保護以確保IGBT的安全可靠的工作，是IGBT驅動電路設計的難點和關鍵。

在實際實用中，由于整機過流和直通短路在IGBT上的表現有明顯的區別，主要為過流時IGBT電流上升速度相對較慢，IGBT的VCE電壓上升較慢且相對較低，可采用較低的判別電壓和較長的盲區來進行判別。當短路時IGBT電流上升速度相對較快，IGBT的VCE電壓上升相對較高，可采用較高的判別電壓與較短的判別時間來判別。

短路為電源電壓在IGBT中產生了直通行為，通常為半橋系統中上下IGBT同時導通，或全橋中或三相橋中輸出發生直通的行為，此時的IGBT的工作特點為IGBT導通時電流急速增加，VCE電壓急速增加，此時保護判別電壓較高，盲區時長較短。而過流行為則指輸出短路時輸出有一定電抗存在或電纜線較長，或系統控制失調，此時IGBT的工作特點為:輸出電流上升斜率較緩，VCE電壓上升較低，此時保護時判別電壓較低，盲區時長較長；

為此，提出IGBT驅動過流保護與短路保護系統電路。

發明內容

本發明的目的在于提供IGBT驅動過流保護與短路保護系統電路，該電路系統能夠對IGBT進行有效，可靠的過流及短路保護，并且采用RC方式進行盲區定時，必要時采用π型連接進行抗干擾處理，當比較器檢到RC上的電壓達到設定電壓時，比較器輸出進行翻轉，將異常信號送出，由控制光耦進行檢測封波關斷IGBT達到保護的目的，以解決上述背景技術中提出的問題。

為實現上述目的，本發明提供如下技術方案：IGBT驅動過流保護與短路保護系統電路，包括驅動光耦、過流保護電路、短路保護電路以及有源鉗位電路，所述過流保護電路、短路保護電路以及有源鉗位電路皆可單獨應用，組合時達到更好的IGBT保護作用，所述驅動光耦、過流保護電路、短路保護電路以及有源鉗位電路四者與所述IGBT驅動連接。

所述過流保護電路可單獨發送過流保護信號，所述短路保護電路可單獨發送短路保護信號，在所述短路保護電路與過流保護電路中，二者的信號采用了與的關系送到系統中，由系統統一認定為IGBT故障狀態。

所述過流保護電路與短路保護電路均從IGBT驅動側取出脈沖信號來設定盲區時間，所述過流保護電路利用IGBT驅動的脈沖信號通過RC充電方式或RCRC形成π形充電方式來控制IGBT在導通時的盲區時長。

所述短路保護電路也同樣利用RC來控制IGBT在導通時的盲區的時長，所不同的是，保護電路中驅動脈沖信號主要起到放電作用，并同時對分壓側的電壓進行鉗位，抑制IGBT分壓側電壓。