IGBT驱动电路、IGBT过流保护电路及方法技术

本公开提供了一种IGBT驱动电路、IGBT过流保护电路及方法。该IGBT过流保护方法，应用于一包括驱动芯片的IGBT驱动电路；所述IGBT过流保护方法包括：响应一对应IGBT工作于放大区域的第一电学特性而将一安全电压作为采样电压传输至所述驱动芯片；以及，响应一对应IGBT工作于饱和区域的第二电学特性而将所述IGBT的管压降作为所述采样电压传输至所述驱动芯片；其中，所述安全电压位于所述预设范围。该IGBT过流保护电路中可以减少或者避免在IGBT正常的过渡过程发生过流保护的误动作。

【技术实现步骤摘要】

本公开涉及电力
，具体涉及一种IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor，绝缘栅双极型晶体管)过流保护电路、IGBT过流保护方法以及包括该IGBT过流保护电路的IGBT驱动电路。
技术介绍
众所周知，传统的IGBT驱动电路中的IGBT过流保护电路与驱动芯片是由两个完全独立的部分组成，具体而言，是由IGBT过流保护电路检测实际输出电流并提供至所述驱动芯片，所述驱动芯片据此判断实际输出电流是否超出电流保护值，如超出，则驱动芯片实施对IGBT的关断，从而对IGBT进行过流保护。现有技术中，有一部分IGBT驱动电路中IGBT过流保护电路的过流保护判断原理是检测IGBT的集电极与射电极的电压降(管压降)，而不是直接检测IGBT的输出电流。以包括HCPL-316J驱动芯片的IGBT驱动电路为例，其中预设的过流电压的安全阀值小于等于7V，在检测到过流电压的超出安全阀值范围时，则驱动芯片实施对IGBT的关断，从而对IGBT进行过流保护。由于IGBT在启动阶段存在一个从放大区域过渡到饱和区域的过程，之后IGBT才稳定工作在饱和区域。而IGBT工作在放大区域时的管压降随时间的增加可能会大于工作在饱和区域时的管压降，且IGBT从放大区域过渡到饱和区域的时间和管压降将随着IGBT功率的变大而增加。因此，在实际应用中，尤其是对于大功率IGBT而言，随着从放大区域过渡到饱和区域的时间的加长以及管压降的增大，IGBT在正常的过渡过程中很容易出现管压降超出安全阀值的现象，从而引起过流保护的误动作，使得IGBT在正常启动过程中被直接关断而无法启动。
技术实现思路
针对现有技术中的部分或者全部问题，本公开提供一种IGBT过流保护电路、IGBT过流保护方法以及包括该IGBT过流保护电路的IGBT驱动电路，用于减少或者避免过流保护的误动作。本公开的其他特性和优点将通过下面的详细描述变得显然，或部分地通过本公开的实践而习得。根据本公开的一个方面，一种IGBT过流保护方法，应用于一包括驱动芯片的IGBT驱动电路；所述驱动芯片用于提供一IGBT栅极电压至一IGBT的栅极而导通或关断所述IGBT，并在接收到的一采样电压超出预设范围时，通过所述IGBT栅极电压关断所述IGBT；所述IGBT过流保护方法包括：响应一对应IGBT工作于放大区域的第一电学特性而将一安全电压作为所述采样电压传输至所述驱动芯片；以及，响应一对应IGBT工作于饱和区域的第二电学特性而将所述IGBT的管压降作为所述采样电压传输至所述驱动芯片；其中，所述安全电压位于所述预设范围。在本公开的一种示例实施方式中，所述第一电学特性和第二电学特性分别为所述IGBT工作于放大区域和饱和区域时的所述IGBT栅极电压。根据本公开的另一方面，一种IGBT过流保护电路，应用于一包括驱动芯片的IGBT驱动电路；所述驱动芯片用于提供一IGBT栅极电压至一IGBT的栅极而导通或关断所述IGBT，并在接收到的一采样电压超出预设范围时，通过所述IGBT栅极电压关断所述IGBT；所述IGBT过流保护电路包括：一过流检测模块，用于响应一对应IGBT工作于放大区域的第一电学特性而将一安全电压作为所述采样电压传输至一驱动芯片，以及用于响应一对应IGBT工作于饱和区域的第二电学特性而将所述IGBT的管压降作为所述采样电压传输至所述驱动芯片；其中，所述安全电压位于所述预设范围。在本公开的一种示例实施方式中，所述第一电学特性和第二电学特性分别为所述IGBT工作于放大区域和饱和区域时的所述IGBT栅极电压。在本公开的一种示例实施方式中，所述过流检测模块包括：一第一电容，其第一端与所述IGBT栅极电压连接；一第一晶体管，其第一端接地，其第二端与所述IGBT的管压降及所述驱动芯片连接，其控制端与所述第一电容第二端连接；其中，所述第一晶体管的管压降为所述安全电压。在本公开的一种示例实施方式中，所述第一晶体管的型号为KRC101S。在本公开的一种示例实施方式中，所述过流检测模块还包括：一第二电容，其第一端与所述第一晶体管第一端连接，第二端与所述第一晶体管第二端连接。在本公开的一种示例实施方式中，所述过流检测模块还包括：一第一电阻，其第一端与所述第一电容第二端连接，第二端与所述第一晶体管控制端连接；一第二电阻，其第一端与所述第一晶体管控制端连接，第二端与所述与所述第一晶体管第一端连接。在本公开的一种示例实施方式中，所述驱动芯片为HCPL-316J驱动芯片。根据本公开的又一方面，一种IGBT驱动电路，包括：一上述的任意一种IGBT过流保护电路；以及一驱动芯片，用于根据一输入信号提供一IGBT栅极电压至所述IGBT的栅极从而导通或关断所述IGBT，并在接收到的所述采样电压超出预设范围时，通过所述IGBT栅极电压关断所述IGBT。本公开的实施例所提供的IGBT过流保护电路中，当IGBT工作于放大区域时，由于采样电压为位于预设范围内的安全电压，因此在IGBT从放大区域向饱和区域过渡的过程中,不会触发驱动芯片关断IGBT，因此可以减少或者避免在IGBT正常的过渡过程发生过流保护的误动作。而当IGBT工作于饱和区域时，由于采样电压为IGBT的管压降，因此在IGBT稳定工作后，若出现过流故障，仍会触发驱动芯片关断IGBT，对IGBT进行正常的过流保护。附图说明通过参照附图详细描述其示例实施方式，本公开的上述和其它特征及
优点将变得更加明显。图1是本示例实施方式中一种IGBT过流保护电路的模块示意图；图2是本示例实施方式中一种IGBT过流保护电路的具体结构示意图；图3是本示例实施方式中一种IGBT驱动电路的结构示意图；图4A、图4B、图5A以及图5B是本示例实施方式中一种IGBT过流保护电路的仿真结果图。附图标记说明：11：过流检测模块13：驱动芯片14：输入信号处理电路15：推挽放大电路Q1：第一晶体管C1：第一电容C2：第二电容R1：第一电阻R2：第二电阻R3：上拉电阻具体实施方式现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的实施方式；相反，提供这些实施方式使得本公开将全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。在图中，为了清晰，夸大了区域和层的厚度。在图中相同的附图标记表示相同或类似的结构，因而将省略它们的详细描述。此外，所描述的特征、结构或特性可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施例中。在下面的描述中，提供许多具体细节从而给出对本公开的实施例的充分理解。然而，本领域技术人员将意识到，可以实践本公开的技术方案而没有所述特定细节中的一个或更多，或者可以采用其它的方法、组元、材料等。在其它情况下，不详细示出或描述公知结构、材料或者操作以避免模糊本公开的各方面。本示例实施方式中首先提供了一种IGBT过流保护电路，该IGBT过流保护电路应用于一包括驱动芯片的IGBT驱动电路。本公开所提供的IGBT过流保护电路主要包括过流检测模块等部分。如图1中所示，过流保护电路中的过流检测模块11与一驱动芯片13连接。根据IGBT的结构特点可知，IGBT工作于放大区域和饱和区域时，通常具有不同的电学特性；例如，所述IGBT工作于本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种IGBT过流保护方法，应用于一包括驱动芯片的IGBT驱动电路；所述驱动芯片用于提供一IGBT栅极电压至一IGBT的栅极而导通或关断所述IGBT，并在接收到的一采样电压超出预设范围时，通过所述IGBT栅极电压关断所述IGBT；其特征在于，所述IGBT过流保护方法包括：响应一对应IGBT工作于放大区域的第一电学特性而将一安全电压作为所述采样电压传输至所述驱动芯片；以及，响应一对应IGBT工作于饱和区域的第二电学特性而将所述IGBT的管压降作为所述采样电压传输至所述驱动芯片；其中，所述安全电压位于所述预设范围。

【技术特征摘要】
1.一种IGBT过流保护方法，应用于一包括驱动芯片的IGBT驱动电路；所述驱动芯片用于提供一IGBT栅极电压至一IGBT的栅极而导通或关断所述IGBT，并在接收到的一采样电压超出预设范围时，通过所述IGBT栅极电压关断所述IGBT；其特征在于，所述IGBT过流保护方法包括：响应一对应IGBT工作于放大区域的第一电学特性而将一安全电压作为所述采样电压传输至所述驱动芯片；以及，响应一对应IGBT工作于饱和区域的第二电学特性而将所述IGBT的管压降作为所述采样电压传输至所述驱动芯片；其中，所述安全电压位于所述预设范围。2.根据权利要求1所述的IGBT过流保护方法，其特征在于，所述第一电学特性和第二电学特性分别为所述IGBT工作于放大区域和饱和区域时的所述IGBT栅极电压。3.一种IGBT过流保护电路，应用于一包括驱动芯片的IGBT驱动电路；所述驱动芯片用于提供一IGBT栅极电压至一IGBT的栅极而导通或关断所述IGBT，并在接收到的一采样电压超出预设范围时，通过所述IGBT栅极电压关断所述IGBT；其特征在于，所述IGBT过流保护电路包括：一过流检测模块，用于响应一对应IGBT工作于放大区域的第一电学特性而将一安全电压作为所述采样电压传输至一驱动芯片，以及用于响应一对应IGBT工作于饱和区域的第二电学特性而将所述IGBT的管压降作为所述采样电压传输至所述驱动芯片；其中，所述安全电压位于所述预设范围。4.根据权利要求3所述的IGBT过流保护电路，所述第一电学特性和第...

【专利技术属性】
技术研发人员：李哲，
申请(专利权)人：乐星产电无锡有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32