【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于电力电子，尤其涉及一种igbt保护电路、保护方法及igbt。
技术介绍
1、目前，轨道交通车辆中的核心装置牵引变流器中的igbt等开关管故障频发，igbt作为牵引变流器中核心器件，当其损坏时，整个牵引变流器将被切除隔离，影响列车正常运营，严重的造成列车停运。
2、牵引变流装置中的igbt等开关器件主要由igbt驱动板进行控制和保护，如图1所示。高功率损耗导致的热损坏会使igbt故障，热损坏是由牵引变流装置短路或过流引起。igbt过流及短路现象可以分为以下几种：第一种是igbt短路，系统短时间进入退饱和(一类短路)，系统电感较小，一般为uh级别，表现为母排杂散电感；第二种是igbt短路，系统延时进入退饱和(二类短路)，系统电感较大，一般为mh级别，表现为输出负载电感；第三种是igbt过流，系统不进入退饱和，系统电感较大(二类短路)，一般为mh级别，表现为输出负载电感。针对上述三种igbt过流及短路现象，现有技术为通过igbt驱动板的“退饱和监测保护”和“di/dt监测保护”进行监测和保护。
3、但是“退饱和监测保护”和“di/dt监测保护”存在保护响应不及时、监测保护方法简单以及存在保护盲区等问题，当遇到短路故障时，驱动板很有可能不能及时有效地对igbt进行保护，存在igbt失效的风险。
技术实现思路
1、针对相关技术中存在的不足之处，本专利技术的目的在于提供一种igbt保护电路、保护方法及igbt，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。
3、一种igbt保护电路，包括：
4、vce检测电路，vce检测电路与igbt的集电极连接以检测igbt开启状态下的集电极饱和压降值；vce检测电路包括：
5、比较器芯片u12，比较器芯片u12用以在igbt的集电极饱和压降值超过设定阈值时输出控制信号；
6、分压电路，分压电路的一端连接igbt的集电极，另一端连接比较器芯片u12的同相输入端；
7、电压转换电路，电压转换电路设于分压电路和比较器芯片u12的同相输入端之间；
8、低通滤波器，低通滤波器与比较器芯片u12的反相输入端连接；
9、控制驱动电路，控制驱动电路的输入端连接比较器芯片u12的输出端，控制驱动电路的输出端连接igbt的栅极，以根据比较器芯片u12输出的控制信号控制igbt关闭。
10、在其中一些实施例中，分压电路包括串联连接的n，n≥2个电阻，第一电阻连接igbt的集电极，第n电阻连接比较器的同相输入端。
11、在其中一些实施例中，分压电路包括串联连接的电阻r155、电阻r156、电阻r157和电阻r158，电阻r155连接igbt的集电极，电阻r158连接比较器的同相输入端。
12、在其中一些实施例中，电压转换电路包括串联连接的上拉电阻r166和下拉电阻r161，上拉电阻r166连接3.3v电源，下拉电阻r161连接vee，上拉电阻r166和下拉电阻r161的中间连接点分别连接第n电阻和比较器芯片u12的同相输入端。
13、在其中一些实施例中，电压转换电路还包括电容c183，电容c183的一端连接上拉电阻r166和下拉电阻r161的中间连接点，电容c183的另一端连接vee。
14、在其中一些实施例中，比较器芯片u12包括多个并联连接的比较器，每个比较器的同相输入端连接上拉电阻r166和下拉电阻r161的中间连接点，每个比较器的输出端连接控制驱动电路的输入端。
15、在其中一些实施例中，比较器芯片u12包括比较器u12e、比较器u12c、比较器u12d和比较器u12b，比较器u12e、比较器u12c、比较器u12d和比较器u12b的同相输入端连接上拉电阻r166和下拉电阻r161的中间连接点，比较器u12e、比较器u12c、比较器u12d和比较器u12b的输出端连接控制驱动电路的输入端。
16、在其中一些实施例中，低通滤波器包括：
17、第一滤波电路，第一滤波电路为由电阻r162、电容c178组成的rc滤波电路；电阻r162与比较器u12e的反相输入端连接，电容c178的一端连接电阻r162和比较器u12e的反相输入端之间的线路，电容c178的另一端连接vee；
18、第二滤波电路，第二滤波电路为由电阻r163、电容c179组成的rc滤波电路；电阻r163与比较器u12c的反相输入端连接，电容c179的一端连接电阻r163和比较器u12c的反相输入端之间的线路，电容c179的另一端连接vee；
19、第三滤波电路，第三滤波电路为由电阻r164、电容c180组成的rc滤波电路；电阻r164与比较器u12d的反相输入端连接，电容c180的一端连接电阻r164和比较器u12d的反相输入端之间的线路，电容c180的另一端连接vee；
20、第四滤波电路，第四滤波电路为由电阻r165、电容c181组成的rc滤波电路；电阻r165与比较器u12b的反相输入端连接，电容c181的一端连接电阻r165和比较器u12b的反相输入端之间的线路，电容c181的另一端连接vee。
21、一种igbt短路保护方法，采用权利要求1-6任一项的igbt保护电路，方法包括如下步骤：
22、s1、将igbt的集电极饱和压降进行降压处理；
23、s2、将降压处理后的集电极饱和压降进行上拉处理；
24、s3、上拉处理后的集电极饱和压降输送至比较器芯片u12的同相输入端；
25、s4、比较器芯片u12比较集电极饱和压降值是否超过设定阀值；
26、s5、集电极饱和压降值超过设定阀值时，比较器芯片u12发送控制信号给控制驱动电路，控制驱动电路控制igbt关闭。
27、在其中一些实施例中，步骤s1中，由串联连接的n，n≥2个电阻组成的分压电路对igbt的集电极饱和压降进行降压处理。
28、在其中一些实施例中，步骤s3中，由第一滤波电路、第二滤波电路、第三滤波电路和第四滤波电路组成的低通滤波器对输入比较器芯片u12的同相输入端的集电极饱和压降信号进行滤波处理。
29、一种igbt，包括权利要求上述的igbt保护电路，igbt还包括电流监测装置，电流监测装置设于igbt上管或下管电路上以监测电流大小，电流监测装置与牵引变流器的逻辑芯片电连接以将电流大小数据传输给逻辑芯片，逻辑芯片用以根据电流大小数据判断igbt是否短路并在短路时发送igbt关闭指令。
30、在其中一些实施例中，igbt上下管短路，由igbt驱动板进行过流保护；igbt外部短路，逻辑芯片保护开启前，igbt进入退饱和状态，由igbt驱动板进行过流保护，逻辑芯片保护开启后，igbt进入退饱和状态，由逻辑芯片进行保护；igbt过流且不进入退饱和状态，由igbt保护电路或逻辑芯片进行保本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种IGBT保护电路，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的IGBT保护电路，其特征在于，所述分压电路包括串联连接的N，N≥2个电阻，第一电阻连接IGBT的集电极，第N电阻连接比较器的同相输入端。
3.根据权利要求2所述的IGBT保护电路，其特征在于，所述分压电路包括串联连接的电阻R155、电阻R156、电阻R157和电阻R158，所述电阻R155连接IGBT的集电极，所述电阻R158连接比较器的同相输入端。
4.根据权利要求2所述的IGBT保护电路，其特征在于，所述电压转换电路包括串联连接的上拉电阻R166和下拉电阻R161，所述上拉电阻R166连接3.3V电源，所述下拉电阻R161连接VEE，所述上拉电阻R166和下拉电阻R161的中间连接点分别连接所述第N电阻和所述比较器芯片U12的同相输入端。
5.根据权利要求4所述的IGBT保护电路，其特征在于，所述比较器芯片U12包括多个并联连接的比较器，每个比较器的同相输入端连接所述上拉电阻R166和下拉电阻R161的中间连接点，每个比较器的输出端连接所述控制驱动电路的输入端
6.根据权利要求5所述的IGBT保护电路，其特征在于，所述比较器芯片U12包括比较器U12E、比较器U12C、比较器U12D和比较器U12B，所述比较器U12E、比较器U12C、比较器U12D和比较器U12B的同相输入端连接所述上拉电阻R166和下拉电阻R161的中间连接点，所述比较器U12E、比较器U12C、比较器U12D和比较器U12B的输出端连接所述控制驱动电路的输入端。
7.根据权利要求6所述的IGBT保护电路，其特征在于，所述低通滤波器包括：
8.一种IGBT短路保护方法，其特征在于，采用权利要求1-7任一项所述的IGBT保护电路，所述方法包括如下步骤：
9.一种IGBT,其特征在于，包括权利要求1-7任一项所述的IGBT保护电路，所述IGBT还包括电流监测装置，所述电流监测装置设于IGBT上管或下管电路上以监测电流大小，所述电流监测装置与牵引变流器的逻辑芯片电连接以将电流大小数据传输给所述逻辑芯片，所述逻辑芯片用以根据电流大小数据判断IGBT是否短路并在短路时发送IGBT关闭指令。
10.根据权利要求9所述的IGBT，其特征在于，IGBT上下管短路，由IGBT驱动板进行过流保护；IGBT外部短路，逻辑芯片保护开启前，IGBT进入退饱和状态，由IGBT驱动板进行过流保护，逻辑芯片保护开启后，IGBT进入退饱和状态，由逻辑芯片进行保护；IGBT过流且不进入退饱和状态，由IGBT保护电路或逻辑芯片进行保护。
...【技术特征摘要】
1.一种igbt保护电路，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的igbt保护电路，其特征在于，所述分压电路包括串联连接的n，n≥2个电阻，第一电阻连接igbt的集电极，第n电阻连接比较器的同相输入端。
3.根据权利要求2所述的igbt保护电路，其特征在于，所述分压电路包括串联连接的电阻r155、电阻r156、电阻r157和电阻r158，所述电阻r155连接igbt的集电极，所述电阻r158连接比较器的同相输入端。
4.根据权利要求2所述的igbt保护电路，其特征在于，所述电压转换电路包括串联连接的上拉电阻r166和下拉电阻r161，所述上拉电阻r166连接3.3v电源，所述下拉电阻r161连接vee，所述上拉电阻r166和下拉电阻r161的中间连接点分别连接所述第n电阻和所述比较器芯片u12的同相输入端。
5.根据权利要求4所述的igbt保护电路，其特征在于，所述比较器芯片u12包括多个并联连接的比较器，每个比较器的同相输入端连接所述上拉电阻r166和下拉电阻r161的中间连接点，每个比较器的输出端连接所述控制驱动电路的输入端。
6.根据权利要求5所述的igbt保护电路，其特征在于，所述比较器芯片u12包括比较器u12e、比较器u12c、比较器u12d和比较器u1...
【专利技术属性】
技术研发人员：毕京斌，张喆绪，徐甲田，夏猛，牟述佳，都佳美，
申请(专利权)人：中车青岛四方车辆研究所有限公司，
类型：发明
国别省市：
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