一种IGBT过流保护电路及装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种IGBT过流保护电路及装置，所述电路包括采样电阻R1、IGBT模块、PTC负载R2、比较锁存器L和高压源U，其中，所述IGBT模块的集电极连接PTC负载R2的一端，所述IGBT模块的发射极连接采样电阻R1的一端，所述IGBT模块的门极连接比较锁存器L；所述PTC负载R2的另一端连接高压源U的正极；所述采样电阻R1的另一端连接高压源U的负极；所述采样电阻R1与比较锁存器L连接。本实用新型专利技术通过采样电阻R1采集IGBT模块在主回路控制电路中由于负载的短路或是IGBT模块c端和e端的短路产生的大电流转换成电压信号与比较锁存器L的基准电压V信号比对(可根据实际应用场景设定)输出控制IGBT模块的驱动信号输出。

【技术实现步骤摘要】
一种IGBT过流保护电路及装置
本技术属于电子电器
，特别涉及一种IGBT过流保护电路及装置。
技术介绍
IGBT的过流保护是当上、下桥臂直通时，电源电压几乎全加在了开关管两端，此时将产生很大的短路电流，IGBT饱和压降越小，其电流就会越大，从而损坏开关管器件。虽然这种方法能够起到保护IGBT模块的作用，但还是会出现其他器件的损坏，造成损失。因此，亟需一种电路能够达到IGBT的过流保护目的，又不会造成其他器件的损坏。
技术实现思路
针对上述问题，本技术提供了一种IGBT过流保护电路，所述电路包括采样电阻R1、IGBT模块、PTC负载R2、比较锁存器L和高压源U，其中，所述IGBT模块的集电极连接PTC负载R2的一端，所述IGBT模块的发射极连接采样电阻R1的一端，所述IGBT模块的门极连接比较锁存器L；所述PTC负载R2的另一端连接高压源U的正极；所述采样电阻R1的另一端连接高压源U的负极；所述采样电阻R1与比较锁存器L连接。进一步地，所述采样电阻R1与比较锁存器L之间设置有运算放大器OP，所述运算放大器OP与采样电阻R1并联。进一步地，所述采样电阻R1的一端连接运算放大器OP的同相输入端，所述采样电阻R1的另一端连接运算放大器OP的反相输入端。进一步地，所述运算放大器OP的输出端连接比较锁存器L。进一步地，所述电路还包括DRV模块，所述DRV模块与比较锁存器L连接。进一步地，所述电路还包括MCU模块，所述MCU模块与比较锁存器L连接。本技术还提供了一种IGBT过流保护装置，所述装置包括上述的IGBT过流保护电路。本技术不仅解决了IGBT的过流保护且不会造成其他器件损坏的问题，并且相对于现有技术的电路方案简单可靠有效，通过采样电阻R1采集IGBT模块在主回路控制电路中由于负载的短路或是IGBT模块c端和e端的短路产生的大电流转换成电压信号与比较锁存器L的基准电压V信号比对(可根据实际应用场景设定)输出控制IGBT模块的驱动信号输出。为了防止正常电路启动时负载寄生参数所导致自身产生的干扰信号出现误保护情况，影响电路的实用性，可增加软件策略控制，在电路趋于稳定时放开驱动信号。本技术的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本技术而了解。本技术的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所指出的结构来实现和获得。附图说明为了更清楚地说明本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一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本技术的一些实施例，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获得其他的附图。图1示出了根据现有技术的IGBT过流保护电路示意图；图2示出了本技术实施例的IGBT过流保护电路示意图。具体实施方式为使本技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地说明，显然，所描述的实施例是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，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，都属于本技术保护的范围。针对
技术介绍
中的问题，现有技术中提供了一种方法，即当器件发生过流时，将短路电流及其关断时的I—V运行轨迹限制在IGBT模块的短路安全工作区，在损坏器件之前，将IGBT模块关断来避免开关管的损坏。具体如图1所示，高速光耦6N137实现输入输出信号的电气隔离，能够达到很好的电气隔离，适合高频应用场合。驱动主电路采用推挽输出方式，有效地降低了驱动电路的输出阻抗，提高了驱动能力，使之适合于大功率IGBT模块的驱动，过流保护电路运用退集电极饱和原理，在发生过流时及时的关断IGBT模块，其中三极管V1、三极管V3、三极管V4构成驱动脉冲放大电路。三极管V1和电阻R5构成一个射极跟随器，该射极跟随器提供了一个快速的电流源，减少了功率管的开通和关断时间。利用集电极退饱和原理，二极管D1、电阻R6、电阻R7和三极管V2构成短路信号检测电路。其中二极管D1采用快速恢复二极管，为了防止IGBT模块关断时其集电极上的高电压窜入驱动电路。为了防止静电使功率器件误导通，在IGBT模块的栅极和源极之间并接双向稳压管D3和D4。正常工作时：当控制电路送来高电平信号时，光耦6N137导通，三极管V1、三极管V2截止，三极管V3导通而三极管V4截止，该驱动电路向IBGT模块提供+15V的驱动开启电压，使IGBT模块开通；当控制电路送来低电平信号时，光耦6N137截至，三极管VI、三极管V2导通。三极管V4导通而三极管V3截止，该驱动电路向IBGT模块提供-5V的电压，使IGBT模块关闭。过流时：当电路出现短路故障，上、下桥直通，此时+15V的电压几乎全加在IGBT模块上，产生很大的电流，此时在短路信号检测电路中三极管V2截止，电路中A点的电位取决于二极管D1、电阻R6、电阻R7和Vces的分压决定，当主电路正常工作且IGBT模块导通时，电路中A点保持低电平，从而低于电路中B点电位。运算放大器A1输出低电平，此时三极管V5截止，而电路中C点为高电平，所以正常工作时，输入到高速光耦6N137的信号始终和输出保持一致。当发生过流时，IGBT模块的集电极退饱和，电路中A点电位升高，当高于电路中B电位(即所设置的电位)时，即当电流超过设计定值时，运算放大器A1翻转而输出高电平，三极管V5导通，从而将电路中C点的电位箝在低电位状态，使与门4081始终输出低电平，即无论控制电路送来是高电平或是低电平，输入到高速光耦6N137的信号始终都是低电平，从而关断功率管，达到过流保护，直到将电路的故障排除后，重新启动电路。上述电路太过繁杂，本技术提供了一种IGBT过流保护电路，示例性的，图2示出了本技术实施例的IGBT过流保护电路示意图，如图2所示，所述电路包括采样电阻R1、IGBT模块(绝缘栅双极型晶体管)、PTC负载R2、比较锁存器L、高压源U、DRV模块和MCU模块(微控制单元)，其中，所述IGBT模块的集电极连接PTC负载R2的一端，所述PTC负载R2的另一端连接高压源U的正，所述IGBT模块的发射极连接采样电阻R1的一端，所述采样电阻R1的另一端连接高压源U的负极，所述IGBT模块的门极连接比较锁存器L。所述采样电阻R1与比较锁存器L连接，所述采样电阻R1与比较锁存器L之间设置有运算放大器OP，所述运算放大器OP与采样电阻R1并联。具体的，所述采样电阻R1的一端连接运算放大器OP的同相输入端，所述采样电阻R1的另一端连接运算放大器OP的反相输入端，所述运算放大器OP的输出端连接比较锁存器L。DRV模块和MCU模块均与比较锁存器L连接。正常工作时：本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种IGBT过流保护电路,其特征在于，所述电路包括采样电阻R1、IGBT模块、PTC负载R2、比较锁存器L和高压源U，其中，/n所述IGBT模块的集电极连接PTC负载R2的一端，所述IGBT模块的发射极连接采样电阻R1的一端，所述IGBT模块的门极连接比较锁存器L；/n所述PTC负载R2的另一端连接高压源U的正极；/n所述采样电阻R1的另一端连接高压源U的负极；/n所述采样电阻R1与比较锁存器L连接。/n

【技术特征摘要】
1.一种IGBT过流保护电路,其特征在于，所述电路包括采样电阻R1、IGBT模块、PTC负载R2、比较锁存器L和高压源U，其中，
所述IGBT模块的集电极连接PTC负载R2的一端，所述IGBT模块的发射极连接采样电阻R1的一端，所述IGBT模块的门极连接比较锁存器L；
所述PTC负载R2的另一端连接高压源U的正极；
所述采样电阻R1的另一端连接高压源U的负极；
所述采样电阻R1与比较锁存器L连接。


2.根据权利要求1所述的IGBT过流保护电路，其特征在于，所述采样电阻R1与比较锁存器L之间设置有运算放大器OP，所述运算放大器OP与采样电阻R1并联。


3.根据权利要求2所述的IGBT过流保护...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴文臣，万顺茂，崔石磊，徐进峰，冯新建，
申请(专利权)人：上海金脉电子科技有限公司，
类型：新型
国别省市：上海;31