一种过压保护电路及电力设备制造技术

本实用新型专利技术公开一种过压保护电路及电力设备。其中，该电路包括：电压检测模块，其第一端连接功率开关的集电极，用于检测所述功率开关的集电极电压；辅助开关模块，其第一端连接所述电压检测模块的输出端，其第二端连接驱动模块与所述功率开关的门极之间，用于在所述功率开关的集电极电压大于预设阈值时，控制所述功率开关导通。通过本实用新型专利技术，能够持续有效地抑制功率开关的集电极和发射极之间的电压应力，避免功率开关损坏。避免功率开关损坏。避免功率开关损坏。

【技术实现步骤摘要】
一种过压保护电路及电力设备


[0001]本技术涉及电子电路
，具体而言，涉及一种过压保护电路及电力设备。

技术介绍

[0002]功率开关器件，例如功率开关(Insulated Gate Bipolar Transistor，绝缘栅双极型晶体管，简称IGBT)或者MOS(metal oxide semiconductor，金属氧化物半导体，简称MOS)被广泛应用在各种电力设备中，其经常工作在高压大电流的工况下。在实际应用中，由于负载过载、外部干扰、内部信号错误等原因，都会造成功率开关电流急剧增加，超过其容量限制，为了避免功率开关过热损坏，需要及时关断功率开关进行保护。在功率开关过流保护关断的过程中，由于功率开关关断换流回路存在杂散电感，容易产生感应电动势，该电压叠加在母线电压上，使得功率开关的集电极和发射极之间产生较大的电压应力，造成功率开关电压应力过载击穿。图1为现有的功率开关过压保护电路，如图1所示，采用瞬态二极管对功率开关的关断电压应力进行抑制，瞬态二极管来检测集电极
‑
发射极电压，当电压超过瞬态二极管的击穿电压时，瞬态二极管被击穿，击穿电流流向功率开关的门极，使得功率开关暂时导通，过压应力的多余能量泄放，减小此时集电极和发射极之间的电压应力。但瞬态二极管反向导通的电流会被驱动模块旁路掉一部分，使得功率开关的导通效果不理想，导致对过电压抑制较小，使得瞬态二极管持续导通才有电压抑制效果，瞬态二极管长时间的反向导通会导致其热损耗增加温升过大，容易造成瞬态二极管损坏，进而失去作用。
[0003]针对现有技术中采用瞬态二极管对功率开关的关断电压应力进行抑制时，瞬态二极管长时间反向导通，导致瞬态二极管易失效的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

技术实现思路

[0004]本技术实施例中提供一种过压保护电路及电力设备，以解决现有技术中采用瞬态二极管对功率开关的关断电压应力进行抑制效果较差的问题。
[0005]为解决上述技术问题，本技术提供了一种过压保护电路，该电路包括：
[0006]电压检测模块，其第一端连接功率开关的集电极，用于检测所述功率开关的集电极电压；
[0007]辅助开关模块，其第一端连接所述电压检测模块的输出端，其第二端连接驱动模块与所述功率开关的门极之间，用于在所述功率开关的集电极电压大于预设阈值时，控制所述功率开关导通。
[0008]进一步地，所述电压检测模块包括：
[0009]串联设置的第一电阻和第二电阻，所述第一电阻连接所述功率开关的集电极，所述第二电阻接地。
[0010]进一步地，所述辅助开关模块包括：
[0011]第一光电耦合器，其输入侧的第一端连接至所述第一电阻和所述第二电阻之间，
其输入侧的第二端连接至所述第二电阻的接地端，其输出侧的第一端通过第三电阻连接第一电压源，其输出侧的第二端接地；
[0012]第一开关管，其控制端连接至所述第三电阻和所述光电耦合器的输出侧的第一端之间，其输入端通过第四电阻连接所述第一电压源，其输出端接地。
[0013]进一步地，所述辅助开关模块还包括：
[0014]第一单向二极管，其阳极连接至所述第一开关管的输入端，其阴极连接所述功率开关的门极。
[0015]进一步地，所述辅助开关模块包括：
[0016]第二光电耦合器，其输入侧的第一端连接至所述第一电阻和所述第二电阻之间，其输入侧的第二端连接至所述第二电阻的接地端，其输出侧的第一端连接第二电压源，其输出侧的第二端通过第五电阻连接第二开关管的控制端；
[0017]所述第二开关管，其输入端通过第六电阻连接所述第二电压源，其输出端通过第七电阻接地。
[0018]进一步地，所述辅助开关模块还包括：
[0019]第二单向二极管，其阳极连接至所述第二开关管的输出端与所述第七电阻之间，其阴极连接所述功率开关的门极。
[0020]进一步地，所述辅助开关模块还包括：
[0021]第三开关管，其控制端连接所述第二开关管的控制端，其输入端连接所述驱动模块，其输出端连接所述功率开关的门极。
[0022]进一步地，所述辅助开关模块还包括：
[0023]第三单向二极管，其阳极连接所述第三开关管的输入端，其阴极连接所述第三开关管的输出端。
[0024]进一步地，所述过压保护电路还包括：
[0025]第八电阻，设置在所述驱动模块与所述功率开关的门极之间。
[0026]本技术还提供一种电力设备，其中包括功率开关管，还包括权利上述过压保护电路。
[0027]应用本技术的技术方案，通过设置电压检测模块检测功率开关的集电极电压，进而检测功率开关是否过流，从而判断功率开关的集电极和发射极之间是否存在较大的电压应力，通过设置辅助开关模块，在功率开关的集电极电压超过预设阈值，即功率开关的集电极和发射极之间存在较大的电压应力时，控制功率开关导通，进而降低功率开关的集电极和发射极之间的电压应力，相比于瞬态二极管，辅助开关模块长时间导通也不易失效，因此能够持续有效地抑制功率开关的集电极和发射极之间的电压应力，避免功率开关损坏。
附图说明
[0028]图1为现有的功率开关过压保护电路；
[0029]图2为根据本技术实施例的过压保护电路的结构框图；
[0030]图3为根据本技术实施例的过压保护电路的结构图；
[0031]图4为根据本技术另一实施例的过压保护电路的结构图。
具体实施方式
[0032]为了使本技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本技术作进一步地详细描述，显然，所描述的实施例仅仅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它实施例，都属于本技术保护的范围。
[0033]在本技术实施例中使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本技术。在本技术实施例和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义，“多种”一般包含至少两种。
[0034]应当理解，本文中使用的术语“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
[0035]应当理解，尽管在本技术实施例中可能采用术语第一、第二、第三等来描述开关管，但这些开关管不应限于这些术语。这些术语仅用来将不同位置的开关管区分开。例如，在不脱离本技术实施例范围的情况下，第一开关管也可以被称为第二开关管，类似地，第二开关管也可以被称为第一开关管。
[0036]取决于语境，如在此所使用的词语“如果”、“若”可以被解释成为“在
……
时”本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种过压保护电路，其特征在于，所述电路包括：电压检测模块，其第一端连接功率开关的集电极，用于检测所述功率开关的集电极电压；辅助开关模块，其第一端连接所述电压检测模块的输出端，其第二端连接驱动模块与所述功率开关的门极之间，用于在所述功率开关的集电极电压大于预设阈值时，控制所述功率开关导通。2.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，所述电压检测模块包括：串联设置的第一电阻和第二电阻，所述第一电阻连接所述功率开关的集电极，所述第二电阻接地。3.根据权利要求2所述的电路，其特征在于，所述辅助开关模块包括：第一光电耦合器，其输入侧的第一端连接至所述第一电阻和所述第二电阻之间，其输入侧的第二端连接至所述第二电阻的接地端，其输出侧的第一端通过第三电阻连接第一电压源，其输出侧的第二端接地；第一开关管，其控制端连接至所述第三电阻和所述光电耦合器的输出侧的第一端之间，其输入端通过第四电阻连接所述第一电压源，其输出端接地。4.根据权利要求3所述的电路，其特征在于，所述辅助开关模块还包括：第一单向二极管，其阳极连接至所述第一开关管的输入端，其阴极连接所述功率开关的门极。5.根据权利要求2所述的电路，其特征在于，所述辅助...

【专利技术属性】
技术研发人员：卢妮，黄猛，黄颂儒，
申请(专利权)人：珠海格力电器股份有限公司，
类型：新型
国别省市：