一种变换器及IGBT门极驱动的保护电路和方法技术

技术编号:28680927 阅读:70 留言:0更新日期:2021-06-02 02:59
本发明专利技术提供一种变换器及IGBT门极驱动的保护电路和方法,首先生成与IGBT的PWM指令和门极电压存在预设关系的门极监控电压;然后在门极监控电压大于等于预设值时,输出故障信号,以实现对于IGBT所在功率变换单元内全部IGBT的PWM指令封锁;也即,通过实时监控IGBT的PWM指令和门极电压,来确定IGBT的状态;若IGBT接到关断指令,而其门极电压未能及时响应或无法响应、以关断IGBT,则本方法能够在未发生短路现象或发生较小的短路时间内,快速反馈故障信号,并封锁所有IGBT的PWM指令,进而防止功率器件因直通短路的电流冲击而导致故障扩大化,提高了功率变换单元运行的可靠性。

【技术实现步骤摘要】
一种变换器及IGBT门极驱动的保护电路和方法
本专利技术涉及电力电子
,特别涉及一种变换器及IGBT门极驱动的保护电路和方法。
技术介绍
功率半导体的开关行为一般通过驱动电路进行控制,并且要求驱动电路具备电气隔离特性,能够快速响应控制信号指令,进而给IGBT的门极提供合适的正负偏压,使IGBT可靠的开通和关断。同时,该驱动电路应具备保护功能,如电源欠压保护、短路检测保护等;并能通过软关断、有源钳位抑制关断电压尖峰,保障IGBT安全工作。实际应用时,无论系统发生何种故障,均需要保证IGBT能够安全关断。但是,由于组成驱动IGBT门极关断回路的器件种类多,数量大,难免出现器件的失效,进而导致IGBT无法正常关断。一般情况下,若IGBT无法正常关断,会形成直通短路现象。IGBT短路电流造成的模块退饱和现象触发驱动板的短路保护功能,进而封锁驱动信号,保护IGBT模块。而通常为了防止短路保护功能的误触发,短路保护的启动会设置一个延时响应时间,因此,如果短路时间较短或者短路电流较小未能造成IGBT的退饱和,驱动板则不能检测到关断故障,本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种IGBT门极驱动的保护方法,其特征在于,包括:/n生成所述IGBT的门极监控电压;所述门极监控电压与所述IGBT的PWM指令和门极电压存在预设关系;/n判断所述门极监控电压是否大于等于预设值;/n若所述门极监控电压大于等于所述预设值,则输出故障信号,以实现对于所述IGBT所在功率变换单元内全部IGBT的PWM指令封锁。/n

【技术特征摘要】
1.一种IGBT门极驱动的保护方法,其特征在于,包括:
生成所述IGBT的门极监控电压;所述门极监控电压与所述IGBT的PWM指令和门极电压存在预设关系;
判断所述门极监控电压是否大于等于预设值;
若所述门极监控电压大于等于所述预设值,则输出故障信号,以实现对于所述IGBT所在功率变换单元内全部IGBT的PWM指令封锁。


2.根据权利要求1所述的IGBT门极驱动的保护方法,其特征在于,在判断所述门极监控电压是否大于等于预设值之后,还包括:
若所述门极监控电压小于所述预设值,则不输出所述故障信号。


3.根据权利要求1或2所述的IGBT门极驱动的保护方法,其特征在于,生成所述IGBT的门极监控电压,包括:
在所述IGBT的PWM指令为开通指令时,控制所述门极监控电压被下拉至零电平;
在所述IGBT的PWM指令为关断指令后的正常动态关断时长以内,控制所述门极监控电压小于所述预设值;
在所述IGBT的PWM指令为关断指令后的正常动态关断时长之后,若所述IGBT的门极电压大于正常关断负压,则控制所述门极监控电压受所述门极电压的影响而大于等于所述预设值。


4.根据权利要求3所述的IGBT门极驱动的保护方法,其特征在于,在所述IGBT的PWM指令为关断指令后的正常动态关断时长以内,控制所述门极监控电压被下拉至零电平或者从零电平开始逐渐增大但小于所述预设值。


5.一种IGBT门极驱动的保护电路,其特征在于,包括:比较单元、充电单元、充电电阻和分压电阻;其中:
所述充电电阻的一端连接电源;所述充电电阻的另一端,分别连接所述比较单元的第一输入端、所述充电单元的输入端和所述分压电阻的一端;
所述比较单元的第二输入端接收预设值;所述比较单元的输出端为所述保护电路的输出端;
所述充电单元的输出端接地,所述充电单元的控制端接收控制信号;
所述分压电阻的另一端连接所述IGBT的门极;
所述充电单元用于生成所述IGBT的门极监控电压;所述门极监控电压与所述IGBT的PWM指令和门极电压存在预设关系;
所述比较单元用于判断所述门极监控电压是否大于等于所述预设值,并在所述门极监控电压大于等于所述预设值时,输出故障信号,以实现对于所述IGBT所在功率变换单元内全部IGBT的PWM封锁。


6.根据权利要求5所述的IGBT门极驱动的保护电路,其特征在于,所述比较单元还用于:在所述门极监控电压小于所述预设值时,不输出所述故障信号。


7.根据权利要求5所述的IGBT门极驱动的保护电路,其特征在于,在所述IGBT的PWM指令为开通指令时,所述充电单元生成的所述门极监控电压为零电平;
在所述IGBT的PWM指令为关断指令后的正常动态关断时长以内,所述充电单元生成的所述门极监控电压小于所述预设值;
在所述IGBT的PWM指令为关断指令后的正常动态关断时长之后,若所述IGBT的门极电压大于正常关断负压,则所述充电单元生成的所述门极...

【专利技术属性】
技术研发人员:谢方南刘孟伟常仁贺韩德海王梦伟张绍同
申请(专利权)人:阳光电源股份有限公司
类型:发明
国别省市:安徽;34

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