IGBT分级关断的控制电路、方法、芯片及装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种IGBT分级关断的控制电路、方法、芯片及装置，通过电压采样电路、比较器电路、逻辑控制电路、IGBT器件及杂散电感构成的控制电路。则在进行实施时，电压采样电路采集杂散电感上的第一电压并输出第二电压至比较器电路，比较器电路将第二电压与基准电压进行比较并输出控制电压至逻辑控制电路，逻辑控制电路根据控制电压及逻辑控制信号控制门极的电压，也即在控制过程中通过采集第一电压来准确判定IGBT的关断状态，由此在IGBT处于关断时，能够逐步、分级控制IGBT器件40的门极电压变化快慢，在抑制IGBT关断尖峰同时，尽可能的减小了关断延迟时间，从而提高所应用的电路的可靠性、稳定性。稳定性。稳定性。

【技术实现步骤摘要】
IGBT分级关断的控制电路、方法、芯片及装置


[0001]本专利技术涉及电路控制
，具体涉及IGBT分级关断的控制电路、方法、芯片及装置。

技术介绍

[0002]目前，绝缘栅双极型晶体管(IGBT，Insulated Gate Bipolar Transistor)是双极型晶体管(BJT，Bipolar Junction Transistor)和场效应晶体管(MOSFET，Metal
‑
Oxide
‑
Semiconductor Field
‑
Effect Transistor)的复合器件，其同时吸收了两者的优点，具有输入阻抗高、开关速度快、驱动功率小、饱和压降低、控制电路简单、承受电流大等特点，则IGBT在各种电力电子变换装置中得到广泛的应用。然而在一些应用场合中，由于主回路和器件内部分布杂散电感的存在，当IGBT关断时，IGBT集电极电流迅速下降到零，IGBT会产生一个较高的浪涌电压，叠加在母线电压上。若电压尖峰过大就会发生电压击穿，会大大降低电路的可靠性、稳定性。
[0003]因此，现有技术有待于改善。

技术实现思路

[0004]本专利技术的主要目的在于提出一种IGBT分级关断的控制电路、方法、芯片及装置，以至少解决现有的IGBT应用于电路中时存在的可靠性低的技术问题。
[0005]本专利技术的第一方面，提供了一种IGBT分级关断的控制电路，所述控制电路包括：
[0006]电压采样电路，所述电压采样电路具有第一输入端和第一输出端；
[0007]比较器电路，所述比较器电路具有第二输入端和第二输出端，
[0008]逻辑控制电路，所述逻辑控制电路具有第三输入端和第三输出端；
[0009]IGBT器件，所述IGBT器件具有门极及发射极；
[0010]杂散电感，所述杂散电感具有第一连接端和第二连接端；
[0011]其中，所述第一连接端同时与所述发射极、地电连接，所述第二连接端与所述第一输入端电连接，所述第一输出端与所述第二输入端电连接，所述第二输出端与所述第三输入端电连接，所述第三输出端与所述门极电连接；
[0012]所述电压采样电路用于采集所述杂散电感上的第一电压并输出第二电压至所述比较器电路，所述比较器电路用于将所述第二电压与基准电压进行比较并输出控制电压至所述逻辑控制电路，所述逻辑控制电路根据所述控制电压及逻辑控制信号控制所述门极的电压，以对所述IGBT器件执行分级关断。
[0013]本专利技术的第二方面，提供了一种IGBT分级关断的控制方法，应用于如第一方面所述的控制电路，控制方法包括：
[0014]所述电压采样电路采集所述杂散电感上的第一电压，并对所述第一电压进行分压处理，将所得到的第二电压传输至所述比较器电路；
[0015]所述比较器电路将所述第二电压与基准电压进行比较，根据比较结果输出对应的
控制电压至所述逻辑控制电路；
[0016]所述逻辑控制电路根据所述控制电压及逻辑控制信号控制所述门极的电压，以对所述IGBT器件执行分级关断。
[0017]本专利技术的第三方面提供了一种集成芯片，所述集成芯片包括如第一方面的控制电路。
[0018]本专利技术的第四方面提供了一种电力电子变换装置，所述电力电子变换装置包括如第一方面的所述控制电路。
[0019]本专利技术提供了一种IGBT分级关断的控制电路、方法、芯片及装置，通过电压采样电路、比较器电路、逻辑控制电路、IGBT器件及杂散电感构成的控制电路，杂散电感的第一连接端同时与发射极、地电连接，杂散电感的第二连接端与电压采样电路的第一输入端电连接，电压采样电路的第一输出端与比较器电路的第二输入端电连接，比较器电路的第二输出端与逻辑控制电路第三输入端电连接，逻辑控制电路的第三输出端与IGBT器件的门极电连接。则在进行实施时，电压采样电路采集杂散电感上的第一电压并输出第二电压至比较器电路，比较器电路将第二电压与基准电压进行比较并输出控制电压至逻辑控制电路，逻辑控制电路根据控制电压及逻辑控制信号控制门极的电压，也即在控制过程中通过采集第一电压来准确判定IGBT的关断状态，由此在IGBT处于关断时，能够逐步、分级控制IGBT器件40的门极电压变化快慢，在抑制IGBT关断尖峰同时，尽可能的减小了关断延迟时间，从而提高所应用的电路的可靠性、稳定性。
附图说明
[0020]为了更清楚地说明本申请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简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请中记载的一些实施例，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。
[0021]图1为相关技术中IGBT分级关断控制电路的电路连接示意图；
[0022]图2为相关技术中IGBT分级关断控制电路中驱动信号、门极电压的波形示意图；
[0023]图3为本专利技术实施例中所提供的IGBT分级关断控制电路的电路连接示意图；
[0024]图4为本专利技术实施例中Ic表示流过杂散电感的电流Ic、第一电压V1的波形示意图；
[0025]图5为本专利技术实施例中所提供的IGBT分级关断控制电路的电路连接示意图。
[0026]本专利技术目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
[0027]应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。
[0028]需要注意的是，相关术语如“第一”、“第二”等可以用于描述各种组件，但是这些术语并不限制该组件。这些术语仅用于区分一个组件和另一组件。例如，不脱离本专利技术的范围，第一组件可以被称为第二组件，并且第二组件类似地也可以被称为第一组件。术语“和/或”是指相关项和描述项的任何一个或多个的组合。
[0029]请参阅图1及图2，图1示出相关技术中所采用的IGBT分级关断控制电路，图2示出相关技术中IGBT分级关断控制电路的驱动信号、电压Vge的波形示意图(随着时间，电压大
小变化的示意图)；在该电路中，预先在可编程逻辑器件(CPLD，Complex Programmable Logic Device，复杂的逻辑器件；或FPGA，Field Programmable Gate Array，现场可编程门阵列)中设置好关断时的逻辑时序，通过时序控制来实现。
[0030]具体的：在IGBT执行关断时，驱动信号V1与V2同时变为高电平，则Q1与Q2同时导通，IGBT门极经由Roff1与Q2放电，其电压Vge开始快速下降；当IGBT电流即将下降时，驱动信号V2变为低电平，则Q2关断，IGBT门极经由Roff2、Roff1与Q1放电，电压Vge继续下降，但下降变慢；当IGBT电流降为0时，驱动信号V2又变为高电平，则Q2导通，IGBT门极再次经由Roff2与Q2放电，其电压Vge快速下降至设定的负压。
[0031]如本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种IGBT分级关断的控制电路，其特征在于，所述控制电路包括：电压采样电路，所述电压采样电路具有第一输入端和第一输出端；比较器电路，所述比较器电路具有第二输入端和第二输出端；逻辑控制电路，所述逻辑控制电路具有第三输入端和第三输出端；IGBT器件，所述IGBT器件具有门极及发射极；杂散电感，所述杂散电感具有第一连接端和第二连接端；其中，所述第一连接端同时与所述发射极、地电连接，所述第二连接端与所述第一输入端电连接，所述第一输出端与所述第二输入端电连接，所述第二输出端与所述第三输入端电连接，所述第三输出端与所述门极电连接；所述电压采样电路用于采集所述杂散电感上的第一电压并输出第二电压至所述比较器电路，所述比较器电路用于将所述第二电压与基准电压进行比较并输出控制电压至所述逻辑控制电路，所述逻辑控制电路根据所述控制电压及逻辑控制信号控制所述门极的电压，以对所述IGBT器件执行分级关断。2.如权利要求1所述IGBT分级关断的控制电路，其特征在于，所述电压采样电路包括第一电阻、第二电阻、第一二极管及第二二极管；所述第一电阻的第一端同时与供电端、所述第一二极管的阴极电连接，所述第一电阻的第二端同时与所述第二电阻的第一端、所述第一二极管的阳极、所述第二二极管的阴极、所述比较器电路的第二输入端电连接，所述第二电阻的第二端与所述第二连接端电连接，所述第二二极管的阳极接地。3.如权利要求2所述IGBT分级关断的控制电路，其特征在于，所述比较器电路包括比较器及第三电阻；所述比较器的第一输入端同时与所述第一电阻的第二端、所述第二电阻的第一端、所述第一二极管的阳极、所述第二二极管的阴极、所述比较器电路的第二输入端电连接，所述比较器的第二输入端用于接收基准电压，所述比较器的第一输出端同时与所述第三电阻的第一端、所述第三输入端电连接，所述第三电阻的第二端接地。4.如权利要求3所述IGBT分级关断的控制电路，其特征在于，所述逻辑控制电路包括与门逻辑器件、第一开关器件、第二开关器件、第一放电器件及第二放电器件；所述与门逻辑器件的第一输入端同时与所述比较器的第一输出端、所述第三电阻的第一端电连接，所述与门逻辑器件的第二输入端经...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴晓光，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：