IGBT驱动峰值检测保护电路制造技术

本发明专利技术公开一种IGBT驱动保护电路，用于对多个并联的IGBT进行驱动保护，电路包括峰值检测单元、求差运放单元、比较单元、隔离单元以及封锁保护单元，其中：峰值检测单元分别与多个IGBT的发射极连接，以对多个IGBT的驱动开通电流进行采样，并将采样获得的最大峰值电平和最小峰值电平输出到求差运放单元；求差运放单元用于对最大峰值电平和最小峰值电平进行求差并放大，且将求差和放大结果输出到比较单元；比较单元将求差和放大结果与参考电平进行比较，并在求差放大结果大于参考电平时输出故障信号；隔离单元连接到比较单元，并将接收到故障信号进行翻转以向封锁保护单元输出驱动信号，使封锁保护单元切断IGBT的供电源以封锁IGBT的输出，从而对IGBT进行保护。

IGBT Drive Peak Detection and Protection Circuit

【技术实现步骤摘要】
IGBT驱动峰值检测保护电路
本专利技术涉及电子
，更具体地说，涉及一种IGBT驱动峰值检测保护电路。
技术介绍
目前，当IGBT驱动工作出现异常时，为了使IGBT因异常造成的损失减少到最小、甚至减少到零，现有的IGBT驱动都很重视保护功能，在增加保护功能的同时提高保护功能的有效性，下面分别进行阐述：第一种，基于APCL-332J驱动保护：通过检测IGBT的集电极和发射极两端电压在工作期间的压降，判断IGBT工作是否处于短路或过流状态，并实施软关断与封锁驱动等保护措施；APCL-332J内部集成检测IGBT集电极发射极电压欠饱和及故障状态反馈电路，为驱动电路安全可靠工作提供保障。其缺点是：当多级IGBT同时并联时，这种检测手段在其中一个IGBT出现异常或者不工作的情况下不能正确的检测出故障。第二种，基于霍尔传感器的输出电流采样保护：一种比较普遍的电流采样方式，在IGBT输出端加入电流传感器，通过电流传感器得到线性度很好的小电流或小电压，传送给控制部分以做保护。其缺点是：多级IGBT并联时所使用的检测电流传感器将增加很多，对所装机器结构布局和电气布局都存在很大问题、成本和体积会有明显增加，随着功率越大并联个数越多更不容易实现每个IGBT输出都采集电流。
技术实现思路
针对现有大功率机器的多级IGBT并联保护电路的保护价格成本昂贵和功能不够全面的问题，当多级IGBT有一路驱动不正常或者不工作时，常用的保护电路不能够检测故障出来，有一路IGBT不能工作将导致其他并联的IGBT输出电流急剧增加出现故障造成损失，基于这种情况为了保证所有的驱动处于正常工作而提供一种综合驱动保护电路。本专利技术解决上述技术问题的技术方案是，提供一种IGBT驱动保护电路，用于对多个并联的IGBT进行驱动保护，所述电路包括峰值检测单元、求差运放单元、比较单元、隔离单元以及封锁保护单元，其中：所述峰值检测单元分别与多个所述IGBT的发射极连接，以对多个所述IGBT的驱动开通电流进行采样，并将采样获得的最大峰值电平和最小峰值电平输出到所述求差运放单元；所述求差运放单元用于对所述最大峰值电平和所述最小峰值电平进行求差和放大，并将求差和放大结果输出到所述比较单元；所述比较单元将所述求差和放大结果与参考电平进行比较，并在所述求差放大结果大于所述参考电平时输出故障信号；所述隔离单元连接到所述比较单元，并在接收到所述故障信号时，将所述故障信号进行翻转以向所述封锁保护单元输出驱动信号，使所述封锁保护单元切断所述IGBT的供电源以封锁所述IGBT的输出。优选地，所述峰值检测单元包括高阻抗回路以及多个并联连接的双二极管；所述高阻抗回路包括依次串联连接在驱动正电压和驱动负电压之间的第一电阻、第二电阻和第三电阻；每一所述双二极管包括串联连接在第二电阻两端的第一二极管和第二二极管，且在每一所述双二极管中，所述第一二极管和第二二极管的连接点连接到一个IGBT的发射极。优选地，所述求差运放单元包括运算放大器，所述运算放大器的第一输入端连接到所述第一电阻和所述第二电阻之间的连接点，所述运算放大器的第二输入端连接到所述第二电阻和所述第三电阻之间的连接点。优选地，所述比较单元包括比较器；所述比较器的同相输入端接入参考电平，所述比较器的反相输入端与所述运算放大器的输出端连接。优选地，所述隔离单元包括三极管和光耦；所述三极管的基极与所述比较器的输出端连接，所述三极管的集电极与所述光耦的原边连接，所述三极管的发射极连接参考地，且所述三极管的基极与发射极之间连接有第四电阻；所述光耦的副边与所述封锁保护单元的输入端连接。优选地，所述求差运放单元还包括第五电阻、第六电阻、第七电阻、第八电阻、第九电阻以及第十电阻，其中，所述第五电阻和所述第六电阻并联连接后与所述第七电阻串联连接在所述高阻抗回路和所述运算放大器的第一输入端之间，所述第八电阻和所述第九电阻并联连接后与所述第十电阻串联连接在所述高阻抗回路和所述运算放大器的第二输入端之间。优选地，所述比较单元还包括分压电路和第一滤波电路，所述分压电路连接到所述比较器的同相输入端，并将外部输入电压做分压处理后生成参考电平；所述第一滤波电路与所述求差放大单元的输出端连接。优选地，所述隔离单元还包括连接在所述比较单元的输出端和所述三极管的基极之间的二极管。优选地，所述光耦的副边与封锁保护单元之间连接有一抗干扰回路，所述抗干扰回路包括并联在接地端和所述光耦的副边的电容，以及连接在所述光耦的副边的电阻构成。优选地，所述比较单元还包括滞缓回路和稳压回路；所述滞缓回路包括连接在所述比较器的同相输入端和输出端之间的第十一电阻，以及连接在所述比较器的输出端与驱动正电压之间的第十二电阻；所述稳压回路由稳压芯片以及连接在稳压芯片的各个引脚的多个电阻构成，并将所述分压电路的输出做稳压处理后输出到所述比较器的同相输入端。上述GBT驱动峰值检测保护电路通过采用峰值检测单元来对所述主电路的IGBT的驱动开通电流进行采样，并在进行求差和放大，以及比较之后，根据故障信号来确定IGBT是否发生异常，并且在确定IGBT发生异常后，输出故障信号，并根据故障信号来向封锁保护单元输出驱动信号，使封锁保护单元切断IGBT的供电源以封锁IGBT的输出，从而对所述IGBT进行保护。附图说明下面将结合附图及实施例对本专利技术作进一步说明，附图中：图1是本专利技术实施例IGBT驱动峰值检测保护电路的结构示意图；图2是本专利技术实施例的IGBT驱动峰值检测保护电路电路图；图3是本专利技术实施例的IGBT驱动峰值检测保护电路电路图。具体实施方式如图1所示，是本专利技术所提出的IGBT驱动峰值检测保护电路的结构方框图，该IGBT驱动峰值检测保护电路用于对多个并联的IGBT进行驱动保护，其包括峰值检测单元1、求差运放单元2、比较单元3、隔离单元4和封锁保护单元5，其中，峰值检测单元1的输入端和输端分别与IGBT的发射极和求差放大单元2的输入端连接，比较单元3的输入端和输出端分别与求差放大单元2的输出端和隔离单元4的输入端连接，隔离单元的输出端与封锁保护单元连接。其中，所述峰值检测单元1的输入端连接到多个IGBT的发射极，以用于将IGBT输出的驱动开通电流通过发射极驱动电阻Re分压获得电压值输出，通过多级并联的双二极管进行IGBT驱动电路的隔离，同时通过第一电阻R1、第二电阻R2和第三电阻R3与驱动正电压UPP，驱动负电压UPN构成高阻抗回路，在第一电阻R1和第二电阻R2之间输出最大峰值电平，在第二电阻R2和第三电阻R3之间输出最小峰值电平。所述求差运放单元2的输入端接入峰值检测单元1输出的最大峰值电平和最小峰值电平，以对最大峰值电平和最小峰值电平进行求差运算后，放大输出，同时通过第五电阻R5、第六电阻R6、第七电阻R7控制输入峰值电压的大小调节输出电压，通过第五电阻R5、第六电阻R6、第七电阻R7、第八电阻R8、第九电阻R9以及第十电阻R10来调整输入电压输出的放大倍数将求差和放大后输出的电压控制在合理范围内。所述比较单元3的输入端接入稳压回路输出的参考电平和求差运放单元2的输出，并将两者通过比较器U2做比较，以判断是否有IGBT是否发生驱动故障，使得比较单元在求差放大结果大于参考电平时输出故障信号。其中，在稳压本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种IGBT驱动保护电路，用于对多个并联的IGBT进行驱动保护，其特征在于，所述电路包括峰值检测单元、求差运放单元、比较单元、隔离单元以及封锁保护单元，其中：所述峰值检测单元分别与多个所述IGBT的发射极连接，以对多个所述IGBT的驱动开通电流进行采样，并将采样获得的最大峰值电平和最小峰值电平输出到所述求差运放单元；所述求差运放单元用于对所述最大峰值电平和所述最小峰值电平进行求差和放大，并将求差和放大结果输出到所述比较单元；所述比较单元将所述求差和放大结果与参考电平进行比较，并在所述求差放大结果大于所述参考电平时输出故障信号；所述隔离单元连接到所述比较单元，并在接收到所述故障信号时，将所述故障信号进行翻转以向所述封锁保护单元输出驱动信号，使所述封锁保护单元切断所述IGBT的供电源以封锁所述IGBT的输出。

【技术特征摘要】
1.一种IGBT驱动保护电路，用于对多个并联的IGBT进行驱动保护，其特征在于，所述电路包括峰值检测单元、求差运放单元、比较单元、隔离单元以及封锁保护单元，其中：所述峰值检测单元分别与多个所述IGBT的发射极连接，以对多个所述IGBT的驱动开通电流进行采样，并将采样获得的最大峰值电平和最小峰值电平输出到所述求差运放单元；所述求差运放单元用于对所述最大峰值电平和所述最小峰值电平进行求差和放大，并将求差和放大结果输出到所述比较单元；所述比较单元将所述求差和放大结果与参考电平进行比较，并在所述求差放大结果大于所述参考电平时输出故障信号；所述隔离单元连接到所述比较单元，并在接收到所述故障信号时，将所述故障信号进行翻转以向所述封锁保护单元输出驱动信号，使所述封锁保护单元切断所述IGBT的供电源以封锁所述IGBT的输出。2.根据权利要求1所述的IGBT驱动峰值检测保护电路，其特征在于，所述峰值检测单元包括高阻抗回路以及多个并联连接的双二极管；所述高阻抗回路包括依次串联连接在驱动正电压和驱动负电压之间的第一电阻、第二电阻和第三电阻；每一所述双二极管包括串联连接在第二电阻两端的第一二极管和第二二极管，且在每一所述双二极管中，所述第一二极管和第二二极管的连接点连接到一个IGBT的发射极。3.根据权利要求2所述的IGBT驱动峰值检测保护电路，其特征在于，所述求差运放单元包括运算放大器，所述运算放大器的第一输入端连接到所述第一电阻和所述第二电阻之间的连接点，所述运算放大器的第二输入端连接到所述第二电阻和所述第三电阻之间的连接点。4.根据权利要求3所述的IGBT驱动峰值检测保护电路，其特征在于，所述比较单元包括比较器；所述比较器的同相输入端接入参考电平，所述比较器的反相输入端与所述运算放大器的输出端连接。5.根据权利要求3所述的IGBT驱动峰值检测保护电路，其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：张宝林，
申请(专利权)人：深圳市四方电气技术有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44