功率器件的过压保护电路和基于其的过压保护方法技术

本公开关于一种功率器件的过压保护电路和基于其的过压保护方法，所述电路包括：第一电压获取单元、第二电压获取单元、第一比较单元、第二比较单元和控制单元；第一电压获取单元用于获取第一节点的电压值；第二电压获取单元用于获取第二节点的电压值；第一比较单元用于根据第一节点的电压值和第一参考电压值的比较结果输出第一信号；第二比较单元用于根据第二节点的电压值和第二参考电压值的比较结果输出第二信号；控制单元用于根据第一信号和第二信号对输出信号进行调节以实现对功率器件的过压保护。本公开能够在不依赖于TVS管击穿电压值的情况下实现对功率器件的过压保护，提高了功率器件过压保护的精准性，提升了电驱动系统的安全稳定性。动系统的安全稳定性。动系统的安全稳定性。

【技术实现步骤摘要】
功率器件的过压保护电路和基于其的过压保护方法


[0001]本公开涉及功率器件
，尤其涉及一种功率器件的过压保护电路和基于其的过压保护方法。

技术介绍

[0002]相关技术中，功率器件的过压保护方法为电压有源钳位保护，有源钳位保护的原理是当功率器件的关断电压值过高时，通过击穿TVS(Transient Voltage Suppressor，瞬态电压抑制器)管，利用TVS管的击穿电流作为反馈量，控制功率器件的关断速度，如果击穿电流值越大，则关断速度越慢，从而控制功率器件的关断尖峰电压值，实现对功率器件的过压保护。
[0003]但是，这样会存在以下缺点：功率器件的过压保护严重依赖于TVS管的击穿电压值，其中，当TVS管的击穿电压值比较低时，过压保护容易提前发生，从而会增大功率器件在正常工况下的关断速度，进而增大功率器件的关断损耗，增大功率器件的发热，降低电驱动系统的稳定性，极端情况下还会造成功率器件热损坏；当TVS管的击穿电压值比较高时，保护响应会滞后发生，从而会导致关断电压过高，功率器件损坏。

技术实现思路

[0004]本公开提供一种功率器件的过压保护电路和基于其的过压保护方法，能够在不依赖于TVS管击穿电压值的情况下实现对功率器件的过压保护，提高了功率器件过压保护精准性，提升了电驱动系统安全稳定性。本公开的技术方案如下：
[0005]本公开第一方面实施例提出一种功率器件的过压保护电路，包括：第一电压获取单元、第二电压获取单元、第一比较单元、第二比较单元和控制单元；其中，所述第一比较单元的第一端与所述控制单元的第一信号输入端连接，所述第一比较单元的第二端分别与第一电压源和所述第一电压获取单元的第一端连接后形成第一节点，所述第二比较单元的第一端与所述控制单元的第二信号输入端连接，所述第二比较单元的第二端分别与第二电压源和所述第二电压获取单元的第一端连接后形成第二节点，所述第一电压获取单元的第二端和所述第二电压获取单元的第二端分别与所述功率器件的第一端连接，所述控制单元的信号输出端与所述功率器件的控制端连接，所述功率器件的第二端接地；
[0006]所述第一电压获取单元，用于获取所述第一节点的电压值；
[0007]所述第二电压获取单元，用于获取所述第二节点的电压值；
[0008]所述第一比较单元，用于根据所述第一节点的电压值和第一参考电压值的比较结果，输出第一信号；
[0009]所述第二比较单元，用于根据所述第二节点的电压值和第二参考电压值的比较结果，输出第二信号；
[0010]控制单元，用于根据所述第一信号和所述第二信号，对输出信号进行调节，以实现对所述功率器件的过压保护。
[0011]在本公开的一个实施例之中，所述控制单元用于根据所述第一信号和所述第二信号，对输出信号进行调节时，包括：
[0012]在所述第一信号发生改变时，获取第一时间点；
[0013]在所述第二信号发生改变时，获取第二时间点；
[0014]计算所述第二时间点与所述第一时间点之间差值的绝对值，作为时间差值；
[0015]计算所述第二电压源的电压值与所述第一电压源的电压值之间差值的绝对值，作为电压差值；
[0016]计算所述电压差值与所述时间差值之间的比值，作为所述功率器件关断电压的上升斜率；
[0017]根据所述上升斜率，对输出信号进行调节。
[0018]在本公开的一个实施例之中，所述控制单元用于根据所述上升斜率，对输出信号进行调节时，包括：
[0019]在所述上升斜率大于设定上升斜率的情况下，通过调节所述输出信号，以降低所述控制单元的信号输出端的输出电压值或输出电流值。
[0020]在本公开的一个实施例之中，所述第一电压获取单元，包括：第一电阻和第一二极管；其中，
[0021]所述第一电阻的第一端作为所述第一电压获取单元的第一端；
[0022]所述第一电阻的第二端与所述第一二极管的阳极连接，所述第一二极管的阴极作为所述第一电压获取单元的第二端。
[0023]在本公开的一个实施例之中，所述第二电压获取单元，包括：第二电阻和第二二极管；其中，
[0024]所述第二电阻的第一端作为所述第二电压获取单元的第一端；
[0025]所述第二电阻的第二端与所述第二二极管的阳极连接，所述第二二极管的阴极作为所述第二电压获取单元的第二端。
[0026]在本公开的一个实施例之中，所述第一比较单元，包括：第一比较器；其中，
[0027]所述第一比较器的同相输入端作为所述第一比较单元的第二端；
[0028]所述第一比较器的反向输入端用于输入所述第一参考电压值；
[0029]所述第一比较器的输出端作为所述第一比较单元的第一端。
[0030]在本公开的一个实施例之中，所述第二比较单元，包括：第二比较器；其中，
[0031]所述第二比较器的同相输入端作为所述第二比较单元的第二端；
[0032]所述第二比较器的反向输入端用于输入所述第二参考电压值；
[0033]所述第二比较器的输出端作为所述第二比较单元的第一端。
[0034]在本公开的一个实施例之中，上述电路还包括：第三电阻和第四电阻；其中，
[0035]所述第三电阻的第一端与所述第一节点连接；
[0036]所述第四电阻的第一端与所述第二节点连接；
[0037]所述第三电阻的第二端与所述第四电阻的第二端连接后与所述功率器件的第二端连接。
[0038]在本公开的一个实施例之中，上述电路还包括：第五电阻；其中，
[0039]所述第五电阻的第一端与所述控制单元的输出端连接，所述第五电阻的第二端与
所述功率器件的控制端连接。
[0040]在本公开的一个实施例之中，所述功率器件，包括：晶体管和瞬态电压抑制二极管；其中，
[0041]所述晶体管的第一端与所述瞬态电压抑制二极管的阴极连接后作为所述功率器件的第一端；
[0042]所述晶体管的第二端与所述瞬态电压抑制二极管的阳极连接后作为所述功率器件的第二端；
[0043]所述晶体管的控制端作为所述功率器件的控制端；
[0044]其中，所述晶体管为IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor，绝缘栅双极型晶体管)管或MOS(Metal
‑
Oxide
‑
Semiconductor Field
‑
Effect Transistor，金属
‑
氧化物半导体场效应晶体管)管。
[0045]本公开第二方面实施例提出一种基于功率器件的过压保护电路的过压保护方法，包括以下步骤：
[0046]获取第一比较单元输出的第一信号；其中，所述第一信号是由所述第一比较单元根据第一电压获取单元获取的第一节点的电压值与第一参考电压值之间的比较结果得到的信号；
[0047]获取第二比较单元输本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种功率器件的过压保护电路，其特征在于，包括：第一电压获取单元、第二电压获取单元、第一比较单元、第二比较单元和控制单元；其中，所述第一比较单元的第一端与所述控制单元的第一信号输入端连接，所述第一比较单元的第二端分别与第一电压源和所述第一电压获取单元的第一端连接后形成第一节点，所述第二比较单元的第一端与所述控制单元的第二信号输入端连接，所述第二比较单元的第二端分别与第二电压源和所述第二电压获取单元的第一端连接后形成第二节点，所述第一电压获取单元的第二端和所述第二电压获取单元的第二端分别与所述功率器件的第一端连接，所述控制单元的信号输出端与所述功率器件的控制端连接，所述功率器件的第二端接地；所述第一电压获取单元，用于获取所述第一节点的电压值；所述第二电压获取单元，用于获取所述第二节点的电压值；所述第一比较单元，用于根据所述第一节点的电压值和第一参考电压值的比较结果，输出第一信号；所述第二比较单元，用于根据所述第二节点的电压值和第二参考电压值的比较结果，输出第二信号；控制单元，用于根据所述第一信号和所述第二信号，对输出信号进行调节，以实现对所述功率器件的过压保护。2.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，所述控制单元用于根据所述第一信号和所述第二信号，对输出信号进行调节时，包括：在所述第一信号发生改变时，获取第一时间点；在所述第二信号发生改变时，获取第二时间点；计算所述第二时间点与所述第一时间点之间差值的绝对值，作为时间差值；计算所述第二电压源的电压值与所述第一电压源的电压值之间差值的绝对值，作为电压差值；计算所述电压差值与所述时间差值之间的比值，作为所述功率器件关断电压的上升斜率；根据所述上升斜率，对所述输出信号进行调节。3.根据权利要求2所述的电路，其特征在于，所述控制单元用于根据所述上升斜率，对所述输出信号进行调节时，包括：在所述上升斜率大于设定上升斜率的情况下，通过调节所述输出信号，以降低所述控制单元的信号输出端的输出电压值或输出电流值。4.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，所述第一电压获取单元，包括：第一电阻和第一二极管；其中，所述第一电阻的第一端作为所述第一电压获取单元的第一端；所述第一电阻的第二端与所述第一二极管的阳极连接，所述第一二极管的阴极作为所述第一电压获取单元的第二端。5.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，所述第二电压获取单元，包括：第二电阻和第二二极管；其中，所述第二电阻的第一端作为所述第二电压获取单元的第一端；所述第二电阻的第二端与所述第二二极管的阳极连接，所述第二二极管的阴极作为所
述第二电压获取单元的第二端。6.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，所述第一比较单元，包括：第一比较器；其中，所述第一比较器的同相输入端作为所述第一比较单元的第二端；所述第一比较器的反向输入端用于输入所述第一参考电压值；所述第一比较器的输出端作为所述第一比较单元的第一端。7.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，所述第二比较单元，包...

【专利技术属性】
技术研发人员：叶辰之，赵维娜，毛森，
申请(专利权)人：小米汽车科技有限公司，
类型：发明
国别省市：