[發明專利]一種用于光伏逆變器的IGBT過流保護電路以及保護方法

在審

• 申請號: 202110704564.3
• 申請日: 2021-06-24
• 公開（公告）號: CN113328417A
• 公開（公告）日: 2021-08-31
• 發明（設計）人: 許頗;林萬雙
• 申請（專利權）人: 錦浪科技股份有限公司
• 主分類號: H02H7/20
• 分類號: H02H7/20
• 代理公司: 無錫市匯誠永信專利代理事務所(普通合伙) 32260
• 代理人: 蔡琳

本發明公開一種用于光伏逆變器的IGBT過流保護電路以及保護方法，包括電壓采樣電路、采樣調理電路和過流閾值獲取電路，所述電壓采樣電路的輸出端連接采樣調理電路的輸入端，所述采樣調理電路的輸出端連接過流閾值獲取電路的輸入端，所述過流閾值獲取電路輸出最高電壓閾值和最低電壓閾值。本發明結構簡單，包括電壓采樣電路、采樣電壓調理電路及過流閾值獲取電路。采樣電壓調理電路輸出的電壓閾值由電壓采樣電路決定，過流閾值獲取電路輸出的電流上、下閾值由采樣電壓調理電路決定，達到根據不同的直流母線電壓獲取相應的IGBT過流閾值的目的，以便及時地保護IGBT。

技術領域

本發明涉及IGBT技術應用領域，尤其涉及一種應用于光伏并網逆變器的IGBT過流保護電路及保護方法。

背景技術

功率半導體器件自上世紀世以來，已經有了長足的發展。IGBT集成了高電壓大電流晶閘管制造技術和大規模集成電路微細加工技術，表現出很好的綜合性能，其在大功率領域表現出強大的生命力。與其他電力電子器件相比，IGBT具有高可靠性、驅動簡單、保護容易、電壓型驅動、驅動功率小、飽和壓降低、可耐高電壓大電流等特點，在汽車電子、消費電子、軌道交通、電力領域、新能源等各個傳統和新興的領域得到了廣泛的應用。

IGBT工作在高電壓大電流的惡劣環境之下，常常因各種原因而失效損壞。失效損壞的種類主要包括：過熱損壞，超出關斷安全工作區引起鎖定效應而損壞以及過壓造成IGBT擊穿。幾乎所有的損壞都與集電極電流Ic過大有關，因此為了保證整個系統平穩、正常、智能運行，對IGBT電流的實時監測十分重要。在光伏并網逆變器領域使用電流傳感器對交流母線電流進行檢測是常用的檢測手段，若發生電流異常，發出故障信號，并進行相關處理。

但是，IGBT的安全工作區在大電壓與大電流工況時并非是固定不變的，如圖1所示，當IGBT承受大電壓時，其所能承受的電流值需要降額使用，若不及時調整在大電壓下IGBT的過流閾值，勢必造成IGBT過流損壞。因此獲得一種用于解決現有技術中IGBT過流閾值不能隨著直流母線電壓的變化而及時進行調整的用于光伏逆變器的IGBT過流保護電路以及保護方法十分重要。

發明內容

為解決上述技術問題，一方面本發明提供一種用于光伏逆變器的IGBT過流保護電路，包括電壓采樣電路、采樣調理電路和過流閾值獲取電路，所述電壓采樣電路的輸出端連接采樣調理電路的輸入端，所述采樣調理電路的輸出端連接過流閾值獲取電路的輸入端，所述過流閾值獲取電路輸出最高電壓閾值和最低電壓閾值。

電壓采樣電路包括第一運算放大器單元U1，所述第一運算放大器單元U1的同相輸入端通過至少一個連接電阻連接直流母線電壓正極，所述第一運算放大器單元U1的同相輸入端通過第十電阻R10串聯第一電感L1后連接直流母線電壓負極，所述第一運算放大器單元U1的輸出端連接第一運算放大器單元U1的反相輸入端，所述第十電阻R10并聯有第一電容C1。連接電阻包括串聯的第一電阻R1、第二電阻R2、第三電阻R3、第四電阻R4、第五電阻R5、第六電阻R6、第七電阻R7、第八電阻R8、第九電阻R9。

電壓采樣電路的輸出電壓V_dect＝R10*(Vbus₊-Vbus_-)/(R1+R2+R3+R4+R5+R6+R7+R8+R9+R10)。

采樣調理電路包括第三運算放大器單元U3，所述第三運算放大器單元U3的反相輸入端通過第十一電阻R11連接電壓采樣電路的輸出端，所述第三運算放大器單元U3的輸出端通過第十二電阻R12連接其反相輸入端，所述第十二電阻R12并聯有第四電容，所述第三運算放大器單元U3的同相輸入端通過第三電容C3接地，第三運算放大器單元U3的同相輸入端通過第十三電阻R13連接1/2參考電壓源Vcc，所述第三運算放大器單元U3的同相輸入端連接參考電壓源Vcc。