本实用新型专利技术公开了高压SIC器件过流的检测电路、保护电路及检测与保护电路，高压SIC器件过流的检测电路包括与待检测SIC器件相连的漏极过流检测元件，与待检测SIC器件的驱动电路的输出端相连的第一限流元件；第二限流元件的一端依次连接有第三限流元件、阻断元件及三极管集电极，第二限流元件的一端依次连接有稳压管、第四限流元件及三极管基极；高压SIC器件过流的保护电路包括与高压SIC器件过流的检测电路相连的开关逻辑信号产生单元，开关逻辑信号产生单元通过驱动电路驱动SIC器件的导通及关断；高压SIC器件过流的检测与保护电路，包括高压SIC器件过流的检测电路及高压SIC器件过流的保护电路。本实用新型专利技术结构清晰，实现容易。
【技术实现步骤摘要】
本技术涉及电力电子开关器件驱动保护领域，具体涉及高压SIC器件过流的检测电路、保护电路及检测与保护电路。
技术介绍
碳化硅(SIC)MOSFET/IGBT具有高压高温特性，随着近几年商业化速度的加快，碳化硅器件越来越受到产业界的广泛关注。SIC MOSFET/IGBT相比传统硅基器件具有理想的栅极绝缘特性，具有更快的开关性能，更低的开关损耗，更高的稳定性，更高的耐压耐高温特性。SIC MOSFET/IGBT与传统的硅基MOSFET/IGBT驱动特性上存在差异，在使用中对其驱动具有特殊的要求。SIC MOSFET/IGBT推荐的开通电压为+18V以上从而保证通态电阻最小；为保证其可靠关断，关断电压为-2～-5V。现有的驱动电路通过辅助电源已能较好地解决驱动电压问题。目前商业化的碳化硅器件价格较高，在实际中由于器件老化损坏、控制与驱动电路故障或干扰等引起误动、输出线接错或绝缘损坏等形成短路、输出端对地短路、桥臂短路等导致流过SIC MOSFET/IGBT的电流远远大于其安全阈值，如果没有有效的保护或者保护过慢将会影响碳化硅器件使用寿命甚至烧坏器件。因此无论是从成本上还是从安全性上考虑，都需要一种动作迅速的保护电路，在SIC MOSFET/IGBT过流/短路时能及时保护。
技术实现思路
为解决现有技术存在的不足，本技术公开了高压SIC器件过流的检测电路、保护电路及检测与保护电路，能够快速检测到碳化硅器件发生过流情况，检测速度快，并能对其进行快速保护，满足在过流时保护电路能对SIC器件进行快速保护的要求。为实现上述目的，本技术的具体方案如下：一种高压SIC器件过流的检测电路，包括与待检测SIC器件相连的漏极过流检测元件，与待检测SIC器件的驱动电路的输出端相连的第一限流元件；第二限流元件的一端依次连接有第三限流元件、阻断元件及三极管集电极，第二限流元件的一端依次连接有稳压管、第四限流元件及三极管基极；所述三极管基极与三极管发射极之间设置有储电元件。进一步的，所述漏极过流检测元件为高压快恢复二极管，所述第二限流元件、第三限流元件及第四限流元件分别为限流电阻，所述储电元件为无极性电容，阻断元件为阻断二极管。一种高压SIC器件的过流检测电路的检测方法，包括：待检测SIC器件过流或短路故障时，待检测SIC器件漏源间电压升高超过稳压管的齐纳电压，漏极过流检测元件由正向偏置变为反向偏置，电流由驱动电路的输出流经稳压管和第四限流元件给储电元件充电，同时三极管导通，将三极管输出电平拉低，实现过流状态的快速检测。进一步的，待检测SIC器件正常导通时，电流从驱动电路的输出端依次从第二限流元件、漏极过流检测元件流入待检测SIC器件，稳压管所在支路没导通，三极管截止状态，三极管输出为高电平；待检测SIC器件正常关断时，漏极过流检测元件反向偏置，稳压管正向偏置，三极管截止，三极管输出为高电平。一种高压SIC器件的过流保护电路，包括与高压SIC器件过流的检测电路相连的开关逻辑信号产生单元，所述开关逻辑信号产生单元通过驱动电路驱动SIC器件的导通及关断；其中，高压SIC器件过流的检测电路，包括与待检测SIC器件相连的漏极过流检测元件，与待检测SIC器件的驱动电路的输出端相连的第一限流元件；第二限流元件的一端依次连接有第三限流元件、阻断元件及三极管集电极，第二限流元件的一端依次连接有稳压管、第四限流元件及三极管基极；所述三极管基极与三极管发射极之间设置有储电元件。所述开关逻辑信号产生单元包括与高压SIC器件过流的检测电路输出端相连的光耦，经过光耦隔离后的过流信号及控制器发出的开关控制信号均传输至锁存器进行锁存，经过锁存器锁定的过流信号及控制器发出的开关控制信号传输至与门进行运算，与门的输出信号为SIC器件的开关信号。进一步的，所述SIC器件的开关信号经过驱动电路产生两种电平的驱动电压信号，分别用于驱动SIC器件导通及SIC器件关断。进一步的，所述驱动电路与SIC器件的栅极之间连接有驱动电阻，驱动电阻与SIC器件的源极之间连接有放电电阻，保证当驱动电路处于高阻输出状态时防止SIC器件栅极的电容被意外充电，该放电电阻提供一个泄放回路。进一步的，所述驱动电路由隔离辅助电源输出V+和V-为其提供正负驱动电压。一种高压SIC器件过流的检测与保护电路，包括高压SIC器件过流的检测电路及高压SIC器件过流的保护电路；其中，高压SIC器件过流的保护电路，包括与高压SIC器件过流的检测电路相连的开关逻 辑信号产生单元，所述开关逻辑信号产生单元通过驱动电路驱动SIC器件的导通及关断；高压SIC器件过流的检测电路，包括与待检测SIC器件相连的漏极过流检测元件，与待检测SIC器件的驱动电路的输出端相连的第一限流元件；第二限流元件的一端依次连接有第三限流元件、阻断元件及三极管集电极，第二限流元件的一端依次连接有稳压管、第四限流元件及三极管基极；所述三极管基极与三极管发射极之间设置有储电元件。一种高压SIC器件的过流检测与保护电路的工作方法，包括：高压SIC器件过流检测电路检测过流状态为低电平，光耦输出为低电平，控制器发出的开关控制信号为高电平，锁存器输出为低电平，开关控制信号锁存器输出信号传输至与门，与门输出为从高电平变为低电平；高压SIC器件过流检测电路中电容放电，三极管截止，高压SIC器件过流检测电路输出恢复高电平，光耦输出恢复为高电平，控制器发出的开关控制信号为高电平，锁存器输出在当前开关周期保持为低电平，实现了过流信号锁定，与门输出也保持为低电平，SIC器件保持关断状态，确保了在过流时SIC器件有效可靠关断。一种高压SIC器件过流的检测与保护电路，包括SIC器件及与该SIC器件相连的高压SIC器件过流的检测电路及高压SIC器件过流的保护电路。所述SIC器件为SIC MOSFET或SIC IGBT。本技术的有益效果：本技术SIC器件过流的检测及保护电路结构清晰，实现容易。不发生过流/短路时SIC器件可以正常开关，但在发生过流/短路时可以通过电容C1充电实现对过流情况的快速检测，使过流信号Fault1变低，同时经过光电隔离和锁存器后对该过流信号进行锁定，开关逻辑信号产生单元能够在当前开关周期内对开关信号进行快速封锁，提高了整个过流/短路保护电路的保护速度，从而实现对SIC器件快速而可靠的保护。附图说明图1是本技术所述一种新型高压SIC器件过流的检测及保护电路的具体电路图；图2是本技术提供的SIC器件过流保护系统的一种工作时序示意图。具体实施方式：下面结合附图对本技术进行详细说明：一种新型高压SIC器件过流的检测及保护电路，它由驱动电路、过流检测电路和开关逻辑信号产生单元等组成。在本实施例中，所述开关逻辑信号产生单元由光耦OPTO1、锁存器RS1和高速逻辑与门AND1等组成。在本实施例中所述的过流检测电路，电阻R1的第一端与驱动电路的输出端Buffer out相连，电阻R1的第二端分别与SIC器件M1的栅极和所述电阻R5的第一端相连，电阻R5的第二端与所述M1的源极相连，所述M1接入主电路中；R1及R5都不包括在过流检测电路内，R1属于驱动电路，R5属于SIC器件自身的附属保护元件，一般来说MO本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种高压SIC器件过流的检测电路，其特征是，包括与待检测SIC器件相连的漏极过流检测元件，与待检测SIC器件的驱动电路的输出端相连的第一限流元件；第二限流元件的一端依次连接有第三限流元件、阻断元件及三极管集电极，第二限流元件的一端依次连接有稳压管、第四限流元件及三极管基极；所述三极管基极与三极管发射极之间设置有储电元件。
【技术特征摘要】
1.一种高压SIC器件过流的检测电路，其特征是，包括与待检测SIC器件相连的漏极过流检测元件，与待检测SIC器件的驱动电路的输出端相连的第一限流元件；第二限流元件的一端依次连接有第三限流元件、阻断元件及三极管集电极，第二限流元件的一端依次连接有稳压管、第四限流元件及三极管基极；所述三极管基极与三极管发射极之间设置有储电元件。2.如权利要求1所述的一种高压SIC器件过流的检测电路，其特征是，所述漏极过流检测元件为高压快恢复二极管，所述第二限流元件、第三限流元件及第四限流元件分别为限流电阻，所述储电元件为无极性电容，阻断元件为阻断二极管。3.一种高压SIC器件过流的保护电路，其特征是，包括与权利要求1所述的高压SIC器件过流的检测电路相连的开关逻辑信号产生单元，所述开关逻辑信号产生单元通过驱动电路驱动SIC器件的导通及关断。4.如权利要求3所述的一种高压SIC器件过流的保护电路，其特征是，所述开关...
【专利技术属性】
技术研发人员：王玉斌，于程皓，李厚芝，
申请(专利权)人：山东大学，
类型：新型
国别省市：山东;37
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