IGBT过流保护方法、电路及用电设备技术

本发明专利技术公开一种IGBT过流保护方法、电路及用电设备，其中，IGBT过流保护方法包括以下步骤：建立保护电压与IGBT工作温度的第一关系函数；检测IGBT当前的工作温度；根据IGBT当前的工作温度和第一关系函数确定当前的保护电压；检测IGBT当前的集射极电压；在IGBT当前的集射极电压大于当前的保护电压时，开启过流保护。本发明专利技术技术方案具有可靠性高的特点。

【技术实现步骤摘要】
IGBT过流保护方法、电路及用电设备
本专利技术涉及用电设备
，特别涉及一种IGBT过流保护方法、电路及用电设备。
技术介绍
IGBT(Insulate-GateBipolarTransistor，绝缘栅双极晶体管)是场效应管与双极晶体管的复合器件，其既具有功率场效应管输入阻抗高、工作速度快、易驱动的优点，又具有双极达林顿功率管临界饱和电压低、电流容量大、耐压高的优点，在几十千赫兹频率范围内能正常工作，因此，在较高频率的大、中功率设备(如变频器、UPS电源、光伏逆变器等)应用中占据了主导地位。IGBT驱动电路通常采用监测集射极电压Vce实现IGBT的过流保护，其原理是在温度一定时IGBT的集射极电压Vce随着IGBT电流的增加而增加，如图1所示。现有的IGBT驱动电路通常设置保护阈值为固定值，当Vce超过该阈值，过流保护动作。IGBT一般都具有正温度特性，即在相同导通电流条件下，随着温度升高，Vce电压增大。此特性会造成如下后果：如果将保护阈值设置较高，当IGBT工作温度较低情况下发生发生过流保护动作，那么此时IGBT可能已经发生严重过流故障，造成IGBT损坏；如果将保护阈值设置较低，当IGBT工作温度较高情况下发生过流保护动作，此时，可能该保护为误动，保护可靠性下降。这样，现有IGBT过流保护方式仅能实现一段过流保护功能，不能适应不同工作温度的IGBT，可靠性较差。
技术实现思路
本专利技术的主要目的是提供一种IGBT过流保护方法，旨在提高该IGBT过流保护方法的可靠性。为实现上述目的，本专利技术提出一种IGBT过流保护方法，包括以下步骤：建立保护电压与IGBT工作温度的第一关系函数；检测IGBT当前的工作温度；根据所述IGBT当前的工作温度和所述第一关系函数确定当前的保护电压；检测IGBT当前的集射极电压；在所述IGBT当前的集射极电压大于当前的保护电压时，开启过流保护。优选地，所述建立保护电压与IGBT工作温度的第一关系函数的步骤具体包括：建立IGBT工作温度表；分别获取所述工作温度表中每一工作温度所对应的保护电压；关联所述工作温度表中每一工作温度与该工作温度所对应的保护电压，并生成所述第一关系函数。优选地，所述在所述IGBT当前的集射极电压大于当前的保护电压时，开启过流保护的步骤之前还包括：建立延时时长与IGBT工作温度的第二关系函数；根据所述IGBT当前的工作温度和所述第二关系函数确定目标延时时长；所述在所述IGBT当前的集射极电压大于当前的保护电压时，开启过流保护的步骤具体包括：在所述IGBT当前的集射极电压大于当前的保护电压，且持续目标延时时长时，开启过流保护。优选地，所述建立延时时长与IGBT工作温度的第二关系函数的步骤具体包括：建立IGBT工作温度表；分别获取所述IGBT工作温度表中每一工作温度所对应的延时时长；关联所述工作温度表中每一工作温度与该工作温度所对应的延时时长，并生成所述第二关系函数。对应的，本专利技术还提出一种IGBT过流保护电路，包括信号处理电路，用于检测IGBT当前的工作温度，并输出与所述IGBT当前的工作温度对应的第一控制信号；开关驱动电路，用于在接收到所述第一控制信号时，输出与所述第一控制信号对应的第一驱动信号；保护电压输出电路，用于在接收到所述第一驱动信号时，输出与所述IGBT当前的工作温度对应的保护参考电压；电压检测电路，用于检测IGBT的集射极电压，并输出与所述集射极电压对应的检测电压；电压比较电路，用于在所述检测电压高于所述保护参考电压时，输出过流触发信号；其中，所述信号处理控制电路，还用于在接收到所述过流触发信号时，输出第二控制信号；所述开关驱动电路，还用于在接收到所述第二控制信号时，对所述IGBT的工作状态进行控制，以启动过流保护。优选地，所述电压检测电路包括第一限流电阻、N个开关晶体管，以及依次串联连接的N个稳压二极管，第一稳压二极管的阴极与所述IGBT的集电极连接，其它任一稳压二极管的阴极与相邻稳压二极管的阳极连接，第N二极管的阳极与所述第一限流电阻的第一端连接，所述第一限流电阻的第二端接地；N个所述开关晶体管与N个所述稳压二极管一一对应连接，每一所述开关晶体管的输入端均与对应稳压二极管的阴极连接，每一所述开关晶体管的输出端均与对应稳压二极管的阳极连接，每一所述开关晶体管的受控端均与所述开关驱动电路的对应控制端连接。优选地，所述保护电压输出电路包括第二限流电阻、N个电子开关及N个可变电阻，N个所述可变电阻与N个所述电子开关一一对应连接，每一所述可变电阻的第二端均接地，每一所述可变电阻的第一端均与对应电子开关的输出端连接，其连接节点用于输出保护参考电压，每一所述电子开关的受控端均与所述开关驱动电路的对应控制端连接，N个所述电子开关的输入端及所述第二限流电阻的第二端互连，所述第二限流电阻的第一端与辅助电源连接。优选地，所述比较电路包括N个比较器，N个所述比较器与N个所述电子开关及N个所述可变电阻一一对应连接，每一所述比较器的反相输入端均连接对应电子开关和可变电阻的连接节点，每一所述比较器的同相输入端均用于输入所述电压检测电路输出的检测电压，每一所述比较器的输出端均用于输出所述过流触发信号。优选地，所述IGBT过流保护电路还包括延时电路，用于在所述过流触发信号持续目标延时时间时，输出保护触发信号；所述信号处理控制电路，还用于在接收到所述保护触发信号时，输出所述第二控制信号。优选地，所述延时电路包括N个延时单元，N个延时单元与N个比较器一一对应连接，每一所述延时单元的输入端均与对应比较器的输出端连接，每一所述延时单元的输出端均用于输出所述保护触发信号。对应的，本专利技术还提出一种用电设备，包括如上所述的IGBT过流保护电路。本专利技术技术方案中：首先，建立保护电压与IGBT工作温度的第一关系函数，然后检测IGBT当前的工作温度；接着，根据IGBT当前的工作温度和上述第一关系函数确定当前的保护电压；紧接着，检测IGBT当前的集射极电压；最后，在IGBT当前的集射极电压大于当前的保护电压时，开启过流保护。由于本技术方案针对IGBT不同的工作温度设置不同的电压保护阈值，能够实现IGBT的多段过流保护功能，因此，相对于现有技术，可靠性更高。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。图1为本专利技术IGBT极射极电压与集电极电流的关系曲线；图2为本专利技术IGBT过流保护方法一实施例的流程示意图；图3为本专利技术IGBT过流保护方法另一实施例的流程示意图；图4为本专利技术IGBT过流保护电路一实施例的功能模块示意图；图5为本专利技术IGBT过流保护电路另一实施例的功能模块示意图；图6为本专利技术IGBT过流保护电路又一实施例的电路结构示意图；图7为本专利技术电压比较电路一实施例的电路结构示意图。本专利技术目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种IGBT过流保护方法，其特征在于，包括以下步骤：建立保护电压与IGBT工作温度的第一关系函数；检测IGBT当前的工作温度；根据所述IGBT当前的工作温度和所述第一关系函数确定当前的保护电压；检测IGBT当前的集射极电压；在所述IGBT当前的集射极电压大于当前的保护电压时，开启过流保护。

【技术特征摘要】
1.一种IGBT过流保护方法，其特征在于，包括以下步骤：建立保护电压与IGBT工作温度的第一关系函数；检测IGBT当前的工作温度；根据所述IGBT当前的工作温度和所述第一关系函数确定当前的保护电压；检测IGBT当前的集射极电压；在所述IGBT当前的集射极电压大于当前的保护电压时，开启过流保护。2.如权利要求1所述的IGBT过流保护方法，其特征在于，所述建立保护电压与IGBT工作温度的第一关系函数的步骤具体包括：建立IGBT工作温度表；分别获取所述工作温度表中每一工作温度所对应的保护电压；关联所述工作温度表中每一工作温度与该工作温度所对应的保护电压，并生成所述第一关系函数。3.如权利要求1所述的IGBT过流保护方法，其特征在于，所述在所述IGBT当前的集射极电压大于当前的保护电压时，开启过流保护的步骤之前还包括：建立延时时长与IGBT工作温度的第二关系函数；根据所述IGBT当前的工作温度和所述第二关系函数确定目标延时时长；所述在所述IGBT当前的集射极电压大于当前的保护电压时，开启过流保护的步骤具体包括：在所述IGBT当前的集射极电压大于当前的保护电压，且持续目标延时时长时，开启过流保护。4.如权利要求3所述的IGBT过流保护方法，其特征在于，所述建立延时时长与IGBT工作温度的第二关系函数的步骤具体包括：建立IGBT工作温度表；分别获取所述IGBT工作温度表中每一工作温度所对应的延时时长；关联所述工作温度表中每一工作温度与该工作温度所对应的延时时长，并生成所述第二关系函数。5.一种IGBT过流保护电路，其特征在于，包括：信号处理电路，用于检测IGBT当前的工作温度，并输出与所述IGBT当前的工作温度对应的第一控制信号；开关驱动电路，用于在接收到所述第一控制信号时，输出与所述第一控制信号对应的第一驱动信号；保护电压输出电路，用于在接收到所述第一驱动信号时，输出与所述IGBT当前的工作温度对应的保护参考电压；电压检测电路，用于检测IGBT的集射极电压，并输出与所述集射极电压对应的检测电压；电压比较电路，用于在所述检测电压高于所述保护参考电压时，输出过流触发信号；其中，所述信号处理控制电路，还用于在接收到所述过流触发信号时，输出第二控制信号；所述开关驱动电路，还用于在接收到所述第二控制信号时，对所...

【专利技术属性】
技术研发人员：江雪晨，冯宇翔，张土明，
申请(专利权)人：广东美的制冷设备有限公司，美的集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44