IGBT驱动过流保护与短路保护系统电路技术方案

本发明专利技术公开了IGBT驱动过流保护与短路保护系统电路，包括驱动光耦、过流保护电路、短路保护电路以及有源钳位电路，所述过流保护电路、短路保护电路以及有源钳位电路皆可单独应用，组合时达到更好的IGBT保护作用，所述驱动光耦、过流保护电路、短路保护电路以及有源钳位电路四者与所述IGBT驱动连接，所述过流保护电路可单独发送过流保护信号，所述短路保护电路可单独发送短路保护信号。该电路系统能够对IGBT进行有效，可靠的过流及短路保护，并且采用RC方式进行盲区定时，必要时采用π型连接进行抗干扰处理，当比较器检到RC上的电压达到设定电压时，比较器输出进行翻转，将异常信号送出，由控制光耦进行检测封波关断IGBT达到保护的目的。

IGBT drive over-current protection and short circuit protection system circuit

【技术实现步骤摘要】
IGBT驱动过流保护与短路保护系统电路
本专利技术涉及电子器件保护
，具体为IGBT驱动过流保护与短路保护系统电路。
技术介绍
IGBT具有易驱动，高耐压，电流大，高速和低饱合压降等良好特性，故得到了极为广泛的应用，例如广泛应用于变频器，SVG，大功率电源，电机调整，软启动和逆变焊机等设备中。IGBT和其他电子器件一样，除自身所能提供的器件性能外，实用性还依赖于电路条件和开关环境，因此如何对IGBT进行驱动和保护以确保IGBT的安全可靠的工作，是IGBT驱动电路设计的难点和关键。在实际实用中，由于整机过流和直通短路在IGBT上的表现有明显的区别，主要为过流时IGBT电流上升速度相对较慢，IGBT的VCE电压上升较慢且相对较低，可采用较低的判别电压和较长的盲区来进行判别。当短路时IGBT电流上升速度相对较快，IGBT的VCE电压上升相对较高，可采用较高的判别电压与较短的判别时间来判别。短路为电源电压在IGBT中产生了直通行为，通常为半桥系统中上下IGBT同时导通，或全桥中或三相桥中输出发生直通的行为，此时的IGBT的工作特点为IGBT导通时电流急速增加，VCE电压急速增加，此时保护判别电压较高，盲区时长较短。而过流行为则指输出短路时输出有一定电抗存在或电缆线较长，或系统控制失调，此时IGBT的工作特点为:输出电流上升斜率较缓，VCE电压上升较低，此时保护时判别电压较低，盲区时长较长；为此，提出IGBT驱动过流保护与短路保护系统电路。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供IGBT驱动过流保护与短路保护系统电路，该电路系统能够对IGBT进行有效，可靠的过流及短路保护，并且采用RC方式进行盲区定时，必要时采用π型连接进行抗干扰处理，当比较器检到RC上的电压达到设定电压时，比较器输出进行翻转，将异常信号送出，由控制光耦进行检测封波关断IGBT达到保护的目的，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：IGBT驱动过流保护与短路保护系统电路，包括驱动光耦、过流保护电路、短路保护电路以及有源钳位电路，所述过流保护电路、短路保护电路以及有源钳位电路皆可单独应用，组合时达到更好的IGBT保护作用，所述驱动光耦、过流保护电路、短路保护电路以及有源钳位电路四者与所述IGBT驱动连接。所述过流保护电路可单独发送过流保护信号，所述短路保护电路可单独发送短路保护信号，在所述短路保护电路与过流保护电路中，二者的信号采用了与的关系送到系统中，由系统统一认定为IGBT故障状态。所述过流保护电路与短路保护电路均从IGBT驱动侧取出脉冲信号来设定盲区时间，所述过流保护电路利用IGBT驱动的脉冲信号通过RC充电方式或RCRC形成π形充电方式来控制IGBT在导通时的盲区时长。所述短路保护电路也同样利用RC来控制IGBT在导通时的盲区的时长，所不同的是，保护电路中驱动脉冲信号主要起到放电作用，并同时对分压侧的电压进行钳位，抑制IGBT分压侧电压。通过采用上述技术方案，该电路系统能够对IGBT进行有效，可靠的过流及短路保护，并且采用RC方式进行盲区定时，必要时采用π型连接进行抗干扰处理，当比较器检到RC上的电压达到设定电压时，比较器输出进行翻转，将异常信号送出，由控制光耦进行检测封波关断IGBT达到保护的目的。优选的，所述过流保护电路与短路保护电路均采用比较器进行电压比较，均采用IGBT的驱动信号来控制盲区时长，盲区时长通过调整RC值来设定。优选的，所述有源钳位电路采用MOS管的瞬态导通在驱动电阻上产生压降从而瞬态导通IGBT驱动从而有效抑制IGBT驱动上的VCE上的尖峰电压。优选的，所用电路可独立应用于任一驱动电路中，也可以分立组合在一起，所述短路保护电路判断信号与过流保护电路判断信号可单独送出，也可以进行与或的逻辑操作进行送出到所述驱动光耦的检测点以及系统的检测点。优选的，由于所用电路中RC采用π型电阻电容连接方式，在控制盲区时长的同时也可以对来自所述IGBT侧的干扰进行滤波处理。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：本专利技术提供一种IGBT驱动保护电路及有源钳位的应用，可以对IGBT进行有效，可靠的过流及短路保护。其中过流保护电路，主要包括电压采集,利用驱动信号进行同步，采用RC方式进行盲区定时，必要时采用π型连接进行抗干扰处理。当比较器检到RC上的电压达到设定电压时，比较器输出进行翻转，将异常信号送出。由控制光耦进行检测封波关断IGBT达到保护的目的。其中短路保护电路，主要包控电压采集,利用驱动信号进行同步，采用RC充电方式进行盲区设定，利用电阻分压方式来设定IGBT的VCE的检测。当比较器检到RC上的电压达到设定电压时，比较器输出进行翻转，将异常信号送出。由光耦进行检测封波并关断IGBT以达到保护的目的。其中有源钳位电路，主要采用TVS组进行电压检测，当TVS组被尖峰电压瞬态击穿时，使MOS瞬态导通，将系统内的电源电压加到驱动电阻侧提高IGBT瞬态导通电压，使IGBT瞬态导通，抑制IGBT上的VCE尖峰电压，当尖峰电压消失后，TVS恢复关断状态，MOS截止，IGBT重新回到关断状态。本专利技术采用一个光耦A332J进行驱动，由于A332J只有一个检测点，所以将故障信号用二个二极管进行与处理，送入到检测点，由A332J进行封波保护。本专利技术，可采用较通用的光耦，进行驱动，可将过流及短路信号分别通过其他光耦将信号送出，并由外部系统进行封波处理。可细化分出是短路行为还是过流行为。附图说明图1为本专利技术的IGBT过流保护电路的结构示意图；图2为本专利技术的IGBT短路保护电路的结构示意图；图3为本专利技术的IGBT有源钳位电路的结构示意图；图4为本专利技术的IGBT有源钳位电路瞬态反映的结构示意图；图5为本专利技术应用于大功率IGBT扩流电路的结构示意图。具体实施方式下面将结和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，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。请参阅图1至图5，本专利技术提供一种技术方案：IGBT驱动过流保护与短路保护系统电路，包括驱动光耦、过流保护电路、短路保护电路以及有源钳位电路，所述过流保护电路、短路保护电路以及有源钳位电路皆可单独应用，组合时达到更好的IGBT保护作用，所述驱动光耦、过流保护电路、短路保护电路以及有源钳位电路四者与所述IGBT驱动连接。所述过流保护电路可单独发送过流保护信号，所述短路保护电路可单独发送短路保护信号，在所述短路保护电路与过流保护电路中，二者的信号采用了与的关系送到系统中，由系统统一认定为IGBT故障状态。所述过流保护电路与短路保护电路均从IGBT驱动侧取出脉冲信号来设定盲区时间，所述过流保护电本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.IGBT驱动过流保护与短路保护系统电路，包括驱动光耦、过流保护电路、短路保护电路以及有源钳位电路，其特征在于：所述过流保护电路、短路保护电路以及有源钳位电路皆可单独应用，组合时达到更好的IGBT保护作用，所述驱动光耦、过流保护电路、短路保护电路以及有源钳位电路四者与所述IGBT驱动连接。/n所述过流保护电路可单独发送过流保护信号，所述短路保护电路可单独发送短路保护信号，在所述短路保护电路与过流保护电路中，二者的信号采用了与的关系送到系统中，由系统统一认定为IGBT故障状态。/n所述过流保护电路与短路保护电路均从IGBT驱动侧取出脉冲信号来设定盲区时间，所述过流保护电路利用IGBT驱动的脉冲信号通过RC充电方式或RCRC形成π形充电方式来控制IGBT在导通时的盲区时长。/n所述短路保护电路也同样利用RC来控制IGBT在导通时的盲区的时长，所不同的是，保护电路中驱动脉冲信号主要起到放电作用，并同时对分压侧的电压进行钳位，抑制IGBT分压侧电压。/n

【技术特征摘要】
1.IGBT驱动过流保护与短路保护系统电路，包括驱动光耦、过流保护电路、短路保护电路以及有源钳位电路，其特征在于：所述过流保护电路、短路保护电路以及有源钳位电路皆可单独应用，组合时达到更好的IGBT保护作用，所述驱动光耦、过流保护电路、短路保护电路以及有源钳位电路四者与所述IGBT驱动连接。
所述过流保护电路可单独发送过流保护信号，所述短路保护电路可单独发送短路保护信号，在所述短路保护电路与过流保护电路中，二者的信号采用了与的关系送到系统中，由系统统一认定为IGBT故障状态。
所述过流保护电路与短路保护电路均从IGBT驱动侧取出脉冲信号来设定盲区时间，所述过流保护电路利用IGBT驱动的脉冲信号通过RC充电方式或RCRC形成π形充电方式来控制IGBT在导通时的盲区时长。
所述短路保护电路也同样利用RC来控制IGBT在导通时的盲区的时长，所不同的是，保护电路中驱动脉冲信号主要起到放电作用，并同时对分压侧的电压进行钳位，抑制IGBT分压侧电压。


2.根据权利要求1所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：霍煜，
申请(专利权)人：霍煜，
类型：发明
国别省市：辽宁;21