[發明專利]一種IGBT關斷電壓尖峰的控制電路和空調器

在審

• 申請號: 202110057338.0
• 申請日: 2021-01-15
• 公開（公告）號: CN112910449A
• 公開（公告）日: 2021-06-04
• 發明（設計）人: 武景濤;何成軍;張平;陶淦;高業緒
• 申請（專利權）人: 青島海信日立空調系統有限公司
• 主分類號: H03K17/687
• 分類號: H03K17/687
• 代理公司: 北京睿博行遠知識產權代理有限公司 11297
• 代理人: 龔家驊

本發明公開了一種IGBT關斷電壓尖峰的控制電路和空調器，該電路包括控制單元，用于向驅動單元發送控制指令；所述驅動單元，用于根據所述控制指令向IGBT功率模塊提供驅動電壓；所述IGBT功率模塊，包括IGBT，用于根據所述驅動電壓使所述IGBT開通或關斷，以對預設負載進行變頻驅動；反饋控制單元，用于在所述IGBT關斷時產生感應電壓，并基于所述感應電壓控制所述IGBT的關斷電壓尖峰，從而基于反饋控制單元產生的感應電壓實時高效的控制IGBT關斷速度，抑制了關斷電壓尖峰，進而降低了IGBT集電極和發射極間Vce高壓應力。

技術領域

本申請涉及空調控制領域，更具體地，涉及一種IGBT關斷電壓尖峰的控制電路和空調器。

背景技術

現有商用空調變頻驅動設計由于其高電壓與大電流設計時，一般采用IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor，絕緣柵雙極晶體管)功率模塊，其是變頻逆變設計的的核心器件。在PCB設計應用中，環路中的雜散電感是無法避免的，設計環路中每一段都可能存在雜散電感。正是寄生電感的存在，在IGBT開關的關斷的過程中，雜散電感上會產生的感應電動勢。該感生電壓與在母線電壓相互疊加形成電壓尖峰，并作用在IGBT的集電極和發射極之間，當該電壓尖峰超出器件的SOA(Safe operating area，安全工作區)時，器件應用過程會因為電應力過高而存在失效風險。

現有技術中，如圖2所示，常采用通過TVS ZD1與二極管D1串聯的方式對母線電壓進行鉗位。該電路對抑制IGBT關斷過程中集電極與發射極之間的Vce電壓確實有很好的抑制作用，但也存在缺陷：其流經驅動電阻的驅動電流大，引起TVS損耗大，選型困難，當鉗位電壓設計不合理時會引起的誤操作與失去鉗位作用等。為解決上述缺陷，現有技術采用了如圖2中虛線所示的電路，TVS ZD1與二極管D1直接引入驅動放大電路之前，可以降低TVS功耗問題，但是會引起驅動環路的延時、震蕩等問題，綜上，現有技術中無法有效進行IGBT關斷電壓尖峰的控制。

因此，如何提供一種可以有效控制IGBT關斷電壓尖峰的電路，提高IGBT的可靠性，是目前有待解決的技術問題。

發明內容

本發明提供一種IGBT關斷電壓尖峰的控制電路，用以解決現有技術中不能有效控制IGBT關斷電壓尖峰的技術問題。該電路包括：

控制單元，用于向驅動單元發送控制指令；

所述驅動單元，用于根據所述控制指令向IGBT功率模塊提供驅動電壓；

所述IGBT功率模塊，包括IGBT，用于根據所述驅動電壓使所述IGBT開通或關斷，以對預設負載進行變頻驅動；

反饋控制單元，用于在所述IGBT關斷時產生感應電壓，并基于所述感應電壓控制所述IGBT的關斷電壓尖峰。

在本申請一些實施例中，所述控制單元、所述驅動單元和所述IGBT功率模塊順序連接，所述反饋控制單元的第一端連接所述IGBT功率模塊的第一端，所述反饋控制單元的第二端接地。

在本申請一些實施例中，所述IGBT功率模塊還包括第一電阻，其中，

所述第一電阻的第一端連接所述驅動單元的第一端，所述第一電阻的第二端連接所述IGBT的柵極，所述IGBT的發射極為所述IGBT功率模塊的第一端，所述IGBT的集電極連接母線電壓。

在本申請一些實施例中，所述反饋控制單元包括第二電阻、第三電阻、第一二極管和第二二極管，其中，

所述第一二極管的陽極和所述第二二極管的陰極的共接于所述反饋控制單元的第一端，所述第一二極管的陰極連接所述第二電阻的第一端，所述第二二極管的陽極連接所述第三電阻的第一端，所述第二電阻的第二端和所述第三電阻的第二端的共接于所述反饋控制單元的第二端。

在本申請一些實施例中，所述驅動單元包括驅動模塊，第四電阻、第一三極管和第二三極管，其中，