用于IGBT短路保护的基准电压产生电路及方法技术

本发明专利技术公开了一种用于IGBT短路保护的基准电压产生电路，包括开关控制模块、第一放电模块、第二放电模块、基准电压输出模块及状态检测模块。开关控制模块分别与第一放电模块、第二放电模块、基准电压输出模块及状态检测模块连接。状态检测模块检测IGBT的短路状态，并根据检测结果发出检测信号。所述开关控制模块根据检测信号导通或截止第一放电模块及第二放电模块与基准电压输出模块之间的电连接，以使得基准电压输出模块输出端的电压在IGBT不同状态下以不同速率放电，从而产生适合IGBT栅极电压下降速率的基准电压。本发明专利技术还提供一种用于IGBT短路保护的基准电压产生方法。如此，可产生波形理想、稳定可靠的基准电压。

【技术实现步骤摘要】
用于IGBT短路保护的基准电压产生电路及方法
本专利技术涉及IGBT驱动芯片领域，尤其涉及一种用于IGBT短路保护的基准电压产生电路及方法。
技术介绍
IGBT驱动器被广泛应用于光伏，风力发电，变频，电动汽车等热门行业，但在实际应用中，由于各种故障原因可能会发生IGBT短路情况，从而造成IGBT急剧发热，如果任由短路情况持续发生一定的时间，例如超过IGBT典型短路时间10us，将会造成IGBT烧毁。因此需要在发生短路时及时地关闭IGBT，而关闭方式通常是将IGBT的门极电压拉低，但是如果关闭IGBT的速度太快，也就是门极电压dv/dt太大，造成IGBT漏极电流di/dt过大，那么由于IGBT漏极寄生杂感的作用，会导致IGBT漏极产生非常高的过冲电压，这个高电压很有可能会击穿损坏IGBT器件，甚至造成IGBT模块爆炸，从而造成更多的财产损失。因此，在IGBT在发生短路时，我们希望IGBT的栅极电压能跟随一理想速率下降的基准电压缓慢下降，使得IGBT能够可靠地进行关断。在设计过程中，如何提供一个理想速率下降的电压作为基准电压的问题就显得尤为重要。
技术实现思路
鉴于此，有必要提供一种用于IGBT短路保护的基准电压产生电路及方法，能够在IGBT发生短路时，产生一个用于实现IGBT关断的理想的、可靠的基准电压。本专利技术为达上述目的所提出的技术方案如下：一种用于IGBT短路保护的基准电压产生电路，用于在IGBT发生短路时，产生能够让栅极电压按照相同趋势下降以实现软关断的基准电压，所述用于IGBT短路保护的基准电压产生电路包括开关控制模块、第一放电模块、第二放电模块、基准电压输出模块及状态检测模块，所述开关控制模块分别与所述第一放电模块、所述第二放电模块、所述基准电压输出模块及所述状态检测模块电连接，所述状态检测模块用于检测IGBT的短路状态，并根据检测结果发出不同的检测信号至所述开关控制模块，所述开关控制模块用于根据所述检测信号导通或截止所述第一放电模块及所述第二放电模块与所述基准电压输出模块之间的电连接；当所述状态检测模块检测到IGBT发生短路时，所述状态检测模块发出第一状态信号至所述开关控制模块，所述开关控制模块根据所述第一状态信号导通所述第一放电模块与所述基准电压输出模块之间的电连接，所述第一放电模块将对所述基准电压输出模块输出端的初始电压进行放电，使得所述基准电压输出模块输出端的初始电压以恒定的速率下降至第一电压，所述第一电压用于对应0V的IGBT栅极电压；当所述状态检测模块检测IGBT发生短路且其栅极电压为0V时，所述状态检测模块发出第二状态信号至所述开关控制模块，所述开关控制模块根据所述第二状态信号导通所述第二放电模块与所述基准电压输出模块之间的电连接，且关断所述第一放电模块与所述基准电压输出模块之间的电连接，所述第二放电模块将对所述基准电压输出模块输出端的第一电压进行放电，使得所述第一电压快速下降至第二电压。进一步地，所述开关控制模块包括第一延时单元及第一开关单元，所述第一延时单元电连接于所述状态检测模块与所述第一开关单元之间，所述第一开关单元电连接于所述基准电压输出模块与所述第一放电模块之间，所述第一状态信号包括窄脉冲信号及短路信号，所述第一开关单元用于接收所述窄脉冲信号，并根据所述窄脉冲信号导通所述基准电压输出模块与所述第一放电模块之间的电连接，所述第一放电模块将对所述基准电压输出模块输出端的初始电压进行恒流放电，使得所述基准电压输出模块输出端的初始电压以恒定的速率下降至第三电压，所述第三电压大于所述第一电压，所述第一延时单元用于接收所述短路信号，并对所述短路信号进行延时后传输至所述第一开关单元，且延时时间大于所述初始电压降至所述第三电压的时间，所述第一开关单元还用于根据延时后的短路信号导通所述基准电压输出模块与所述第一放电模块之间的电连接，所述第一放电模块将对所述基准电压输出模块输出端的第三电压继续进行恒流放电，使得所述第三电压以恒定的速率下降至所述第一电压。进一步地，所述开关控制模块还包括第二延时单元及第二开关单元，所述第二延时单元电连接于所述状态检测模块与所述第二开关单元之间，所述第二开关单元电连接于所述基准电压输出模块与所述第二放电模块之间，所述第一开关单元接收所述第二状态信号，并根据所述第二状态信号截止所述基准电压输出模块与所述第一放电模块之间的电连接，所述第二延时单元接收所述第二状态信号，并对所述第二状态信号进行延时一段时间后传输至所述第二开关单元，所述第二开关单元用于根据延时后的第二状态信号导通所述基准电压输出模块与所述第二放电模块之间的电连接，所述第二放电模块将对所述基准电压输出模块输出端的第一电压进行放电，使得所述第一电压快速下降至所述第二电压。进一步地，所述第一放电模块包括电流源，所述电流源的一端与所述第一开关单元电连接，所述电流源的另一端接地。进一步地，所述第二放电模块用于将所述第二开关单元接地。进一步地，所述基准电压输出模块包括电容，所述电容的一端与所述开关控制模块电连接，所述电容的另一端接地。进一步地，所述用于IGBT短路保护的基准电压产生电路还包括电压输入模块，所述电压输入模块与所述开关控制模块电连接；当所述状态检测模块检测到IGBT没有发生短路时，所述状态检测模块发出第三状态信号至所述开关控制模块，所述开关控制模块根据所述第三状态信号导通所述电压输入模块与所述基准电压输出模块之间的电连接，所述电压输入模块用于为所述基准电压输出模块提供所述初始电压。进一步地，所述开关控制模块包括第三开关单元，所述第三开关单元电连接于所述基准电压输出模块与所述电压输入模块之间，所述第三开关单元还与所述状态检测模块电连接，用于接收所述第三状态信号，并根据所述第三状态信号导通所述电压输入模块与所述基准电压输出模块之间的电连接。一种用于IGBT短路保护的基准电压产生方法，包括以下步骤：S1、提供一初始电压；S2、检测到IGBT发生短路后，发出第一检测信号；所述第一检测信号包括窄脉冲信号及短路信号；S3、根据所述窄脉冲信号对所述初始电压进行恒流放电，使得所述初始电压以恒定速率下降至第三电压，以及对所述短路信号进行延时，且延时时间大于所述初始电压下降至所述第三电压所用的时间；S4、根据延时后的短路信号对所述第三电压进行恒流放电，使得所述第三电压以恒定的速率下降直至检测到IGBT短路后的栅极电压为0V，此时所述第三电压下降至第一电压，并发出第二检测信号；S5、对所述第二检测信号进行延时，并根据延时后的第二检测信号对所述第一电压进行接地放电，以使得所述第一电压快速下降至第二电压。进一步地，在步骤S1中，检测IGBT没有发生短路时，提供所述初始电压。上述用于IGBT短路保护的基准电压产生电路及方法通过状态检测模块检测IGBT的短路状态，以根据检测结果发出不同的检测信号；又通过开关控制模块根据状态检测模块发出的检测信号导通或截止第一放电模块及第二放电模块与基准电压输出模本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于IGBT短路保护的基准电压产生电路，用于在IGBT发生短路时，产生能够让栅极电压按照相同趋势下降以实现软关断的基准电压，其特征在于，所述用于IGBT短路保护的基准电压产生电路包括开关控制模块、第一放电模块、第二放电模块、基准电压输出模块及状态检测模块，所述开关控制模块分别与所述第一放电模块、所述第二放电模块、所述基准电压输出模块及所述状态检测模块电连接，所述状态检测模块用于检测IGBT的短路状态，并根据检测结果发出不同的检测信号至所述开关控制模块，所述开关控制模块用于根据所述检测信号导通或截止所述第一放电模块及所述第二放电模块与所述基准电压输出模块之间的电连接；/n当所述状态检测模块检测到IGBT发生短路时，所述状态检测模块发出第一状态信号至所述开关控制模块，所述开关控制模块根据所述第一状态信号导通所述第一放电模块与所述基准电压输出模块之间的电连接，所述第一放电模块将对所述基准电压输出模块输出端的初始电压进行放电，使得所述基准电压输出模块输出端的初始电压以恒定的速率下降至第一电压，所述第一电压用于对应0V的IGBT栅极电压；/n当所述状态检测模块检测IGBT发生短路且其栅极电压为0V时，所述状态检测模块发出第二状态信号至所述开关控制模块，所述开关控制模块根据所述第二状态信号导通所述第二放电模块与所述基准电压输出模块之间的电连接，且关断所述第一放电模块与所述基准电压输出模块之间的电连接，所述第二放电模块将对所述基准电压输出模块输出端的第一电压进行放电，使得所述第一电压快速下降至第二电压。/n...

【技术特征摘要】
1.一种用于IGBT短路保护的基准电压产生电路，用于在IGBT发生短路时，产生能够让栅极电压按照相同趋势下降以实现软关断的基准电压，其特征在于，所述用于IGBT短路保护的基准电压产生电路包括开关控制模块、第一放电模块、第二放电模块、基准电压输出模块及状态检测模块，所述开关控制模块分别与所述第一放电模块、所述第二放电模块、所述基准电压输出模块及所述状态检测模块电连接，所述状态检测模块用于检测IGBT的短路状态，并根据检测结果发出不同的检测信号至所述开关控制模块，所述开关控制模块用于根据所述检测信号导通或截止所述第一放电模块及所述第二放电模块与所述基准电压输出模块之间的电连接；
当所述状态检测模块检测到IGBT发生短路时，所述状态检测模块发出第一状态信号至所述开关控制模块，所述开关控制模块根据所述第一状态信号导通所述第一放电模块与所述基准电压输出模块之间的电连接，所述第一放电模块将对所述基准电压输出模块输出端的初始电压进行放电，使得所述基准电压输出模块输出端的初始电压以恒定的速率下降至第一电压，所述第一电压用于对应0V的IGBT栅极电压；
当所述状态检测模块检测IGBT发生短路且其栅极电压为0V时，所述状态检测模块发出第二状态信号至所述开关控制模块，所述开关控制模块根据所述第二状态信号导通所述第二放电模块与所述基准电压输出模块之间的电连接，且关断所述第一放电模块与所述基准电压输出模块之间的电连接，所述第二放电模块将对所述基准电压输出模块输出端的第一电压进行放电，使得所述第一电压快速下降至第二电压。


2.根据权利要求1所述的用于IGBT短路保护的基准电压产生电路，其特征在于，所述开关控制模块包括第一延时单元及第一开关单元，所述第一延时单元电连接于所述状态检测模块与所述第一开关单元之间，所述第一开关单元电连接于所述基准电压输出模块与所述第一放电模块之间，所述第一状态信号包括窄脉冲信号及短路信号，所述第一开关单元用于接收所述窄脉冲信号，并根据所述窄脉冲信号导通所述基准电压输出模块与所述第一放电模块之间的电连接，所述第一放电模块将对所述基准电压输出模块输出端的初始电压进行恒流放电，使得所述基准电压输出模块输出端的初始电压以恒定的速率下降至第三电压，所述第三电压大于所述第一电压，所述第一延时单元用于接收所述短路信号，并对所述短路信号进行延时后传输至所述第一开关单元，且延时时间大于所述初始电压降至所述第三电压的时间，所述第一开关单元还用于根据延时后的短路信号导通所述基准电压输出模块与所述第一放电模块之间的电连接，所述第一放电模块将对所述基准电压输出模块输出端的第三电压继续进行恒流放电，使得所述第三电压以恒定的速率下降至所述第一电压。


3.根据权利要求2所述的用于IGBT短路保护的基准电压产生电路，其特征在于，所述开关控制模块还包括第二延时单元及第二开关单元，所述第二延时单元电连接于所述状态检测模块与所述第二开关单元之间，所述第二开关单元电连接于所述基准电压输出模块与所述第二放电模块之间，所述第一开关单元接收所述第二状态信号，并根据所...

【专利技术属性】
技术研发人员：王伟，黄辉，傅俊寅，汪之涵，
申请(专利权)人：深圳青铜剑技术有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44