一种IGBT短路保护软关断电路制造技术

本实用新型专利技术公开了一种IGBT短路保护软关断电路，包括：三极管Q1、三极管Q3、三极管Q4；二极管D2、PNP三极管Q2；驱动电阻R4、驱动电阻R6、驱动电阻R7、电阻R2、限流电阻R3、限流电阻R5。本实用新型专利技术可以方便调整IGBT关断的驱动电阻，配合IGBT的集电极、发射极之间电压的测量，实现理想的IGBT短路保护软关断的效果。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术属于电路保护领域，特别是涉及一种变频器短路保护电路。
技术介绍
IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor),绝缘栅双极型晶体管，是由 BJT (双极型三极管)和MOS (绝缘栅型场效应管)组成的复合全控型电压驱动式功率半导体器件，兼有MOSFET的高输入阻抗和GTR的低导通压降两方面的优点。在变频器中，IGBT是非常关键的器件，必须对其做全方位的保护。而IGBT的短路保护更是重中之重。变频器短路发生时，通常都伴随着严重设备故障、误操作，极可能造成设备损坏或者人身伤亡事故。而IGBT的短路保护正是避免这种后果的最好方法之一。在变频器中，IGBT发生短路时会伴随着极大的电流，最大可达到IGBT额定电流的几倍。IGBT短路检测电路由另外电路实现，在本申请人此前的专利申请中公开，专利申请号为201220444103. 3。如果IGBT的短路检测电路检测到IGBT短路，需要比控制器发出IGBT-Driver关断IGBT命令更早的关断IGBT命令，防止IGBT过热损坏。此时IGBT短路检测电路产生IGBT-Fault信号，使此信号由低电平变为高电平。以往的电路中，由于主回路上寄生电感的存在，短路保护时关断过大的电流就会产生过高的关断过电压，很容易就会超出IGBT的安全工作区，从而造成IGBT的过电压失效。如果在IGBT短路时延长IGBT的关断时间，就可实现IGBT的短路软关断，从而降低了IGBT的关断过电压，保护了 IGBT。
技术实现思路
专利技术目的提供一种IGBT短路保护软关断电路，在IGBT短路时延长IGBT的关断时间，降低IGBT的关断过电压，保护IGBT。技术方案一种IGBT短路保护软关断电路，包括三极管Q1、三极管Q3、三极管Q4 ;二极管D2、PNP三极管Q2 ;驱动电阻R4、驱动电阻R6、驱动电阻R7、电阻R2、限流电阻R3、限流电阻R5，其特征在于，限流电阻R3、限流电阻R5分别是三极管Q3、三极管Q4的基极限流电阻，限流电阻R3、限流电阻R5的一端并联于IGBT驱动信号IGBT-Driver的一端，限流电阻R5另一端与三极管Q3、驱动电阻R7串联后接地；限流电阻R3的另一端与三极管Q4、驱动电阻R6串联后接地；限流电阻R5另一端与二极管D2、三极管Ql串联后与IGBT饱和压降检测信号IGBT-Fault相连接；三极管Q1、电阻R2、PNP三极管Q2、驱动电阻R4串联后接地；当IGBT短路时，短路检测电路产生IGBT饱和压降检测信号IGBT-Fault，使此信号由低电平-1OV变为高电平+15V，三极管Q4保持关断，三极管Ql饱和导通，二极管D2将三极管Q3的基极钳位至-10V，三极管Q3被关断；而PNP三极管Q2此时导通，IGBT的栅极通过驱动电阻R4由+15V放电至-1OV ;通过合理设定驱动电阻R4阻值，就能延长IGBT的关断时间，实现IGBT的短路软关断；当IGBT未发生短路时，IGBT饱和压降检测信号IGBT-Fault —直保持高电平+15V，PNP三极管Q2 —直保持关断；IGBT驱动信号IGBT-Driver为高电平+15V时，三极管Q3导通，三极管Q4关断，驱动电阻R7控制IGBT的开通时间；当IGBT驱动信号IGBT-Driver变为低电平-1OV时，三极管Q4导通，三极管Q3关断，通过驱动电阻R6控制IGBT的关断时间。本技术的优点和有益效果此电路全部采用分立器件完成，具有可靠性高、抗干扰能力强、成本低廉的优点；IGBT短路时与IGBT正常工作时的关断电路分别采用不同的支路，相互之间无干扰；可以方便调整IGBT关断的驱动电阻，配合IGBT的集电极、发射极之间电压的测量，可以很方便的达到理想IGBT短路保护软关断的效果。附图说明图1是本技术IGBT短路保护软关断电路不意图；图2是本技术实施例电路示意图；图3是本技术实施例中IGBT未发生短路时的IGBT集电极-发射极关断过电压图；图4是本技术实施例中IGBT未发生短路时的栅极-发射极电压波形图；图5是本技术实施例中IGBT发生短路时的集电极-发射极关断过电压图；图6是本技术实施例中IGBT短路时的栅极-发射极电压下降波形图；图7是本技术实施例中IGBT发生短路时的集电极-发射极关断过电压图；图8是本技术实施例中IGBT发生短路时的栅极-发射极电压下降波形图。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，以下结合附图和具体实施例对本专利技术进行详细描述。如图1，一种IGBT短路保护软关断电路，包括三极管Q1、三极管Q3、三极管Q4 ;二极管D2、PNP三极管Q2 ;驱动电阻R4、驱动电阻R6、驱动电阻R7、电阻R2、限流电阻R3、限流电阻R5，其特征在于，限流电阻R3、限流电阻R5分别是三极管Q3、三极管Q4的基极限流电阻，限流电阻R3、限流电阻R5的一端并联于IGBT驱动信号IGBT-Driver的一端，限流电阻R5另一端与三极管Q3、驱动电阻R7串联后接地；限流电阻R3的另一端与三极管Q4、驱动电阻R6串联后接地；限流电阻R5另一端与二极管D2、三极管Ql串联后与IGBT饱和压降检测信号IGBT-Fault相连接；三极管Q1、电阻R2、PNP三极管Q2、驱动电阻R4串联后接地；当IGBT短路时，短路检测电路产生IGBT饱和压降检测信号IGBT-Fault，使此信号由低电平-1OV变为高电平+15V，三极管Q4保持关断，三极管Ql饱和导通，二极管D2将三极管Q3的基极钳位至-10V，三极管Q3被关断；而PNP三极管Q2此时导通，IGBT的栅极通过驱动电阻R4由+15V放电至-1OV ;通过合理调整驱动电阻R4阻值，就能调整IGBT的关断时间，实现IGBT的短路软关断；当IGBT未发生短路时，IGBT饱和压降检测信号IGBT-Fault —直保持高电平+15V，PNP三极管Q2 —直保持关断；IGBT驱动信号IGBT-Driver为高电平+15V时，三极管Q3导通，三极管Q4关断，驱动电阻R7控制IGBT的开通时间；当IGBT驱动信号IGBT-Driver变为低电平-1OV时，三极管Q4导通，三极管Q3关断，通过驱动电阻R6控制IGBT的关断时间。图2是本技术实施例电路示意图，主回路的母线电压为100V，流经IGBT的电流为100A，寄生电感为ΙΟΟηΗ。电压源Vl用于产生+15V电压，电压源V4用于产生-1OV电压。电压源V3用于产生IGBT驱动信号IGBT-Driver，频率IKHz，占空比30%。电压源V2用于产生IGBT饱和压降检测信号IGBT-Fault，频率IOOHz。电压源V5是主回路母线电压，R9是限流电阻，LI为寄生电感。图3是本技术实施例中IGBT未发生短路时的IGBT集电极-发射极关断过电压图，驱动电阻R6、驱动电阻R7均为2 Ω。IGBT的集电极-发射极过冲电压约为40V。图4是本技术实施例中IGBT未发生短路时的栅极-发射极电压波形图，驱动电阻R6、驱动电阻R7均为2 Ω。栅极-发射极电压下降时间约为3. 75 μ S。图5是本技术实施例中IGBT发生短路时的集电极-发射极关断过电压图，驱本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种IGBT短路保护软关断电路，包括：三极管Q1、三极管Q3、三极管Q4；二极管D2、PNP三极管Q2；驱动电阻R4、驱动电阻R6、驱动电阻R7、电阻R2、限流电阻R3、限流电阻R5，其特征在于，限流电阻R3、限流电阻R5分别是三极管Q3、三极管Q4的基极限流电阻，限流电阻R3、限流电阻R5的一端并联于IGBT驱动信号IGBT?Driver的一端，限流电阻R5另一端与三极管Q3、驱动电阻R7串联后接地；限流电阻R3的另一端与三极管Q4、驱动电阻R6串联后接地；限流电阻R5另一端与二极管D2、三极管Q1串联后与IGBT饱和压降检测信号IGBT?Fault相连接；三极管Q1、电阻R2、PNP三极管Q2、驱动电阻R4串联后接地。

【技术特征摘要】
1.一种IGBT短路保护软关断电路，包括三极管Q1、三极管Q3、三极管Q4 ;二极管D2、 PNP三极管Q2 ;驱动电阻R4、驱动电阻R6、驱动电阻R7、电阻R2、限流电阻R3、限流电阻R5， 其特征在于，限流电阻R3、限流电阻R5分别是三极管Q3、三极管Q4的基极限流电阻，限流电阻R3、限流电阻R5的一端并联于IGBT驱动信号IGBT-Driver的一端，限流电阻R5另一端与三极管Q3、驱动电阻R7串联后接地；限流电阻R3的另一端与三极管Q4、驱动电阻R6 串联后接地；限流电阻R5另一端与二极管D2、三极管Ql串联后与IGBT饱和压降检测信号 IGBT-Fault相连接；三极管Ql、电阻R2、PNP三极管Q2、驱动电阻R4串联后接地。2.如权利要求1所述的IGBT短路保护软关断电路，其特征在于，当IGBT短路时，短路检测电路产生IGBT饱和压降检测信号IGBT-Faul...

【专利技术属性】
技术研发人员：王少伯，李瑞英，
申请(专利权)人：北京合康亿盛变频科技股份有限公司，
类型：实用新型
国别省市：