一种矩阵式IGBT过流保护电路制造技术

一种矩阵式IGBT过流保护电路，涉及过流保护技术领域。矩阵式IGBT包括多组IGBT开关电路，每组IGBT开关电路由两个反向串联的IGBT开关组成，IGBT开关呈矩阵式分布，每个IGBT开关对应连接一个过流保护电路模块，过流保护电路模块包括IGBT驱动芯片U4、MCU、稳压二极管D2、电阻R1、R6、R9、二极管D1、电容C1、C2、12V供电电源、15V直流电源、电阻R7、R8、稳压二极管D10、电容C5。本实用新型专利技术优势损耗较小，集成了关断时过压的功能，延长了IGBT的使用寿命，矩阵式电路，减少了电流传感器的使用，降低了生产成本。降低了生产成本。降低了生产成本。

【技术实现步骤摘要】
一种矩阵式IGBT过流保护电路


[0001]本技术涉及过流保护
，具体为一种矩阵式IGBT过流保护电路。

技术介绍

[0002]基于目前IGBT在大电流传输技术得到广泛应用，其短路时会损坏器件本体，及引起电流过热安全的问题。短路时，温度升高会很快超出结温范围，实际过流时反应时间很快，微秒的反应时间，要求实际电路反应时间非常快，在引起损坏之前进行短路保护，要求的电路延迟很短。
[0003]现在大多数过流保护电路，是利用电流传感器检测调制后的电流输出值进行电压比较，电压比较后输出过流信号 DSP 关断 IGBT 的输入信号。 此检测反应时间较慢。电流传感器检测调制后的电流输出值，增加成本，而且可靠性相对较低，有发热损耗等不足。

技术实现思路

[0004]本技术的目的是提供一种矩阵式IGBT过流保护电路，可以有效解决
技术介绍
中的问题。
[0005]实现上述目的的技术方案是：一种矩阵式IGBT过流保护电路，矩阵式IGBT包括多组IGBT开关电路，每组IGBT开关电路由两个反向串联的 IGBT开关组成，IGBT开关之间呈矩阵式分布，每个IGBT开关对应连接一个过流保护电路模块，其特征在于：过流保护电路模块包括IGBT 驱动芯片U4、MCU、稳压二极管D2、电阻R1、R6、R9、二极管D1、电容C1、C2、12V供电电源、15V直流电源、电阻R7、R8、稳压二极管D10、电容C5；
[0006]IGBT 驱动芯片U4的型号为：ACPL-335J，IGBT 驱动芯片U4的3脚连接12V供电电源的正极，IGBT 驱动芯片的1脚和3脚之间还连接有电容C1，电容C1与IGBT 驱动芯片U4的1脚连接的一端同时接地，IGBT 驱动芯片U4的12脚和16脚均连接15V直流电源的正极；
[0007]稳压二极管D2的正极连接IGBT 驱动芯片U4的13脚、负极连接IGBT 驱动芯片U4的14脚，电容C2并联在稳压二极管D2的两端，电阻R9的一端连接稳压二极管D2的负极、另一端串接二极管D1后连接对应IGBT开关的C极，电阻R1的一端连接15V直流电源的正极、另一端连接稳压二极管D2的负极；
[0008]电阻R7的一端连接IGBT 驱动芯片的11脚、另一端分别连接IGBT开关Q1的G极和稳压二极管D10的负极，稳压二极管D10的正极分别连接IGBT 驱动芯片的9脚、13脚、IGBT开关的E极，电容C5、电阻R8分别并联在稳压二极管D10的两端；
[0009]IGBT 驱动芯片的6脚连接MCU，IGBT 驱动芯片U4的8脚通过电阻R6连接MCU。
[0010]进一步地，过流保护电路模块还包括5V电源、电阻R3、电容C3，电阻R3、电容C3构成RC 滤波，所述电阻R3的一端连接5V电源的正极、另一端分别连接MCU、IGBT 驱动芯片U4的6脚以及电容C3的一端，电容C3的另一端接地。
[0011]进一步地，过流保护电路模块还包括电阻R5，电阻R5的一端连接5V电源、另一端连接IGBT 驱动芯片U4的7脚。
[0012]进一步地，过流保护电路模块还包括二极管D4、电阻R2、稳压二极管D3、D5、D6、D7、D8，二极管D4的负极连接IGBT开关Q1的G极、正极依次串接电阻R2、稳压二极管D3、D5、D6、D7、D8后连接IGBT开关Q1的C极。
[0013]进一步地，过流保护电路模块还包括电阻R4、电容C4，电阻R4、电容C4是构成RC滤波电路，电阻R4的一端所述5V电源的正极，另一端分别连接MCU、IGBT 驱动芯片的5脚和电容C4的一端，电容C4的另一端接地。
[0014]本技术的有益效果：
[0015]本技术优势损耗较小，集成了关断时过压的功能，延长了IGBT 的使用寿命，矩阵式电路，减少了电流传感器的使用，降低了生产成本，每个过流保护电路能实时检测经过每个 IGBT 单元的电流，当流经 IGBT 单元中的电流过大时，过流保护电路向驱动模块输出过流信号，驱动模块停止驱动 IGBT 单元运行，该反应时间短、可靠性高。
附图说明
[0016]图1为本技术的原理框图；
[0017]图2为IBGT开关的电流与压降的特性曲线图；
[0018]图3为本技术的电路图。
具体实施方式
[0019]如图1所示，本技术公开了一种矩阵式IGBT过流保护电路，矩阵式IGBT包括多组IGBT开关电路1，每组IGBT开关电路1由两个反向串联的 IGBT开关Q1组成，IGBT开关Q1之间呈矩阵式分布，每个IGBT开关Q1对应连接一个过流保护电路模块3。
[0020]如图2所示，过流保护电路模块3是利用IBGT开关电流与压降的特性曲线，不同的电流IC 对应的不同压降，过流时有明显的压降特性，如电流曲线在一定温度时，对应的电流与压降的不同值，例如VGE=15V，温度为175℃时，当IC=20A 时，VCE=1.3V ；当IC=40A 时，VCE=1.8V ；当IC=80A时，VCE=2.75V。
[0021]VGE是IGBT开关栅极与发射极的电压， IC是IGBT开关集电极的电流, VCE 是IGBT开关集电极与发射极的压降，在电流80A为时，对应的压降为2.75V ，可以利用这个参数设置过流的值，曲线表格的推算可以，可以得出大于80A 时，此时的压降在2.75V 以上。实际设置保护电流会大于80A,实际瞬间的过电流压降大于设置值，通过不同的验证，IGBT 驱动芯片检测过流的典型值电压值3.9V，最小值3.4V，最大值4.4V，选择合理的电路参数，就可以实现过流检测。
[0022]如图3所示，过流保护电路模块3包括IGBT 驱动芯片U4、MCU4、稳压二极管D2、电阻R1、R6、R9、二极管D1、电容C1、C2、12V供电电源、15V直流电源、电阻R7、R8、稳压二极管D10、电容C5。
[0023]IGBT 驱动芯片U4的型号为：ACPL-335J，IGBT 驱动芯片U4的3脚连接12V供电电源的正极，IGBT 驱动芯片的1脚和3脚之间还连接有电容C1，电容C1与IGBT 驱动芯片U4的1脚连接的一端同时接地，IGBT 驱动芯片U4的12脚和16脚均连接15V直流电源的正极。
[0024]稳压二极管D2的正极连接IGBT 驱动芯片U4的13脚、负极连接IGBT 驱动芯片U4的14脚，电容C2并联在稳压二极管D2的两端，电阻R9的一端连接稳压二极管D2的负极、另一端
串接二极管D1后连接对应IGBT开关的C极，电阻R1的一端连接15V直流电源的正极、另一端连接稳压二极管D2的负极。
[0025]电阻R7的一端连接IGBT 驱动芯片的11脚、另一端分别连接IGBT开关Q1的G极和稳压二极管D10的负极，稳压二极管D10的正极分别连接IGBT 驱动芯片的9脚、13脚、IGBT开关的E极，电容C5、电阻R8分别并联在稳压二极管D10的两端。
[0026]IGB本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种矩阵式IGBT过流保护电路，矩阵式IGBT包括多组IGBT开关电路，每组IGBT开关电路由两个反向串联的 IGBT开关组成，IGBT开关之间呈矩阵式分布，每个IGBT开关对应连接一个过流保护电路模块，其特征在于：过流保护电路模块包括IGBT 驱动芯片U4、MCU、稳压二极管D2、电阻R1、R6、R9、二极管D1、电容C1、C2、12V供电电源、15V直流电源、电阻R7、R8、稳压二极管D10、电容C5；IGBT 驱动芯片U4的型号为：ACPL-335J，IGBT 驱动芯片U4的3脚连接12V供电电源的正极，IGBT 驱动芯片的1脚和3脚之间还连接有电容C1，电容C1与IGBT 驱动芯片U4的1脚连接的一端同时接地，IGBT 驱动芯片U4的12脚和16脚均连接15V直流电源的正极；稳压二极管D2的正极连接IGBT 驱动芯片U4的13脚、负极连接IGBT 驱动芯片U4的14脚，电容C2并联在稳压二极管D2的两端，电阻R9的一端连接稳压二极管D2的负极、另一端串接二极管D1后连接对应IGBT开关的C极，电阻R1的一端连接15V直流电源的正极、另一端连接稳压二极管D2的负极；电阻R7的一端连接IGBT 驱动芯片的11脚、另一端分别连接IGBT开关Q1的G极和稳压二极管D10的负极，稳压二极管D10的正极分别连接IGBT 驱动芯片的9脚、13脚、IGBT...

【专利技术属性】
技术研发人员：高慧安，陈盼，董冰，杨沛宇，胡健兵，康凯，杨莉，
申请(专利权)人：上海鼎充新能源技术有限公司，
类型：新型
国别省市：