[發明專利]一種基于IGBT驅動的模塊安全控制保護及指示電路

有效

• 申請號: 202010741356.6
• 申請日: 2020-07-29
• 公開（公告）號: CN111835326B
• 公開（公告）日: 2023-08-18
• 發明（設計）人: 蒲朝里;江之奎;羅軍;張建保;江瀛
• 申請（專利權）人: 成都通用整流電器研究所
• 主分類號: H03K17/567
• 分類號: H03K17/567;H03K17/16;H03K17/08;H03K17/18;G01R31/327
• 代理公司: 成都正德明志知識產權代理有限公司 51360
• 代理人: 陳瑤

本發明公開了一種基于IGBT驅動的模塊安全控制保護及指示電路，包括驅動信號測試模塊、驅動信號輸入接口模塊、故障信號變換模塊、驅動電源模塊、第一IGBT驅動模塊、第二IGBT驅動模塊、第一IGBT過流自保持及指示模塊、第二IGBT過流自保持及指示模塊和外部接口模塊；本發明模塊安全控制保護及指示電路，在IGBT驅動器開通時，VCE(IGBT開通時，集電極與發射極電壓)保護值穩定；運行過程中抗干擾性強，采用了雙通道IGBT驅動，保護時故障點能自鎖定，清晰指示任一路IGBT的保護情況，設置了輸入信號測試模塊，方便輸入驅動信號的測試。

技術領域

本發明屬于IGBT驅動保護技術領域，具體涉及一種基于IGBT驅動的模塊安全控制保護及指示電路。

背景技術

IGBT是功率三極管及MOS管的復合功率器件，是一種高頻功率控制開關，其開關的動作頻率較高，通常工作在1KHZ~50KHZ的頻率范圍，IGBT開關的動作是由驅動器發出的PWM脈沖進行控制的。

IGBT驅動器是驅動IGBT模塊開通或關斷的高頻電子電路，IGBT驅動器性能的好壞，直接影響到IGBT開關動作的導通或關斷的可靠性，同時也影響IGBT開關的導通損耗和關斷損耗。在IGBT開關導通時，如果出現輸出短路或過電流的情況，驅動器還須快速切斷PWM脈沖驅動信號，使其IGBT快速關斷，避免IGBT模塊因為輸出短路或過電流損壞IGBT模塊。

驅動器的選擇及輸出功率的計算決定了IGBT功率變流器的可靠性。驅動器的驅動性能不足或保護性能不穩定或保護功能不完善，都將可能導致IGBT和驅動器損壞。

為了使其IGBT模塊在高頻開關狀態下穩定工作，避免以上類似問題損壞IGBT模塊，對目前幾款IGBT驅動器普遍存在的問題和缺陷進行剖析總結，并提出一種全新的技術解決方案：

老式的IGBT驅動板卡存在IGBT開通時，VCE（IGBT開通時，集電極與發射極電壓）（集電極與發射極電壓）壓降檢測保護值不穩定的情況。主要原因是VCE壓降檢測是通過擊穿電路中的穩壓管來實現的，優于穩壓管的標稱值與實際值存在一定的誤差，所以保護值也就是一個范圍，這對保護點就存在不確定的情況，因為驅動板卡存在保護不可靠的情況。

老式的驅動板卡通常設計為一個板卡驅動2個IGBT開關（因大多IGBT模塊設計為上下半橋封裝結構），在雙通道IGBT驅動時，VCE壓降檢測保護也未能清晰定義是那只IGBT開關進行了VCE壓降檢測保護。

老式的IGBT驅動板卡時而出現誤觸發和誤保護的情況，主要是因為IGBT工作在高頻開關狀態，存在電磁干擾或擾動誤觸發的情況，老式板卡并未對這些干擾信號進行信號預處理（鎖存、濾波、多次比較判斷），而是直接將這些信號送到M57962(IGBT驅動芯片)的驅動或保護封鎖端，因而出現誤觸發和誤保護的情況。

老式的IGBT驅動板卡的PWM信號輸入端未設置信號測試環，不方便輸入PWM驅動控制信號和IGBT驅動脈沖觸發信號的測試和對比。

發明內容

針對現有技術中的上述不足，本發明提供的基于IGBT驅動的模塊安全控制保護及指示電路解決了現有的IGBT驅動器保護值不穩定、抗干擾性差及不方便測試的問題。

為了達到上述發明目的，本發明采用的技術方案為：一種基于IGBT驅動的模塊安全控制保護及指示電路，包括驅動信號測試模塊、驅動信號輸入接口模塊、故障信號變換模塊、驅動電源模塊、第一IGBT驅動模塊、第二IGBT驅動模塊、第一IGBT過流自保持及指示模塊、第二IGBT過流自保持及指示模塊和外部接口模塊；

所述驅動信號測試模塊的輸出端與所述驅動信號輸入接口模塊的輸入端連接，所述驅動信號輸入接口模塊的輸出端分別與所述第一IGBT驅動模塊的IGBT上橋臂信號輸入端、第二IGBT驅動模塊的IGBT下橋臂信號輸入端、第一IGBT過流自保持及指示模塊的總故障信號輸出端和第二IGBT過流自保持及指示模塊的總故障信號輸出端連接；