[发明专利]一种保护桥臂中的开关管的方法和系统

说明书

技术领域

本发明涉及电子线路领域，特别是涉及一种保护桥臂中的开关管的方法和系统。

背景技术

随着电子技术的迅速发展，各种基于IGBT、MOS管等开关管逆变技术的设备的应用越来越广泛。目前，在应用这些设备的场合中，电压、电流的强度越来越大，开关频率也越来越高，这使得这些设备里所配置的桥臂中的开关管的安全问题变得日益突出，如果某个桥臂发生了直通故障，即该桥臂上的两个开关管的驱动信号同时为高电平时，这两个开关管同时导通，则桥臂的母线电压(BUS+)端与地端直接连通，此时将有数倍于其承受能力的电流通过这两个开关管，这样就会造成开关管被烧毁和该桥臂的失效，甚至可能发生设备的损坏，从而带来财产方面的巨大损失和安全方面的巨大隐患。

为了防止发生桥臂直通故障，保护桥臂中的开关管，现有技术在桥臂靠近高压端、即靠近桥臂的BUS+端的位置与向开关管提供驱动信号的光电隔离器件之间串联了电容，该电容两端的电压接到向开关管提供驱动信号的光电隔离器件上，如果向两个开关管所提供的两个驱动信号同时为高电平，则该桥臂上的两个开关管同时导通，这样就会发生直通故障，在这种情况下，电容随着大电流通过桥臂而充电，当电容两端的电压高于允许光电隔离器件向外输出信号的额定电压时，向开关管提供驱动信号的光电隔离器件所输出的驱动信号就被强制变为低电平，使该桥臂的一个开关管或两个开关管均变为关断状态，从而可以保护桥臂中的开关管的安全。

但是，现有技术中，电容是在发生直通故障后才开始充电的，其充电至强制光电隔离器件输出低电平的电压需要一定的延迟时间，由于大电流经过10微秒左右即能将开关管烧毁，而电容的延迟时间也为微秒级甚至更长，因而现有技术对桥臂直通故障的反应速度比较慢，对开关管的保护效果比较差。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种保护桥臂中的开关管的方法和系统，能提高对桥臂直通故障的反应速度。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种保护桥臂中的开关管的方法，所述桥臂包括相并联的一号桥臂和二号桥臂，所述一号桥臂包括相串联的一号开关管和二号开关管，所述二号桥臂包括相串联的三号开关管和四号开关管，所述一号开关管和四号开关管为相互对应的开关管，所述二号开关管和三号开关管为相互对应的开关管；该方法包括：

对第一原始驱动信号和第二原始驱动信号进行逻辑与非运算，得到第一判据信号；

根据第一判据信号，确定判据信号，其中，所述判据信号满足低电平判据条件，所述低电平判据条件为：所述第一判据信号为低电平时，所述判据信号也为低电平；

对所述第一原始驱动信号与所述判据信号进行逻辑与运算，得到第一驱动信号；将所述第一驱动信号输入至所述一号开关管和四号开关管；对所述第二原始驱动信号与所述判据信号进行逻辑与运算，得到第二驱动信号；将所述第二驱动信号输入至所述二号开关管和三号开关管。

本发明的有益效果是：本发明中，由于第一原始驱动信号和第二原始驱动信号进行了逻辑与非运算，因此，当第一原始驱动信号和第二原始驱动信号同时为高电平时，得到的第一判据信号为低电平，这使得判据信号依据低电平判据条件也为低电平，这样，第一原始驱动信号以及第二原始驱动信号与低电平的判据信号进行逻辑与运算之后，所得到的第一驱动信号和第二驱动信号也分别为低电平，因而接收第一驱动信号的一号开关管和四号开关管、以及接收第二驱动信号的二号开关管和三号开关管均处于关断状态，从而保证在第一原始驱动信号和第二原始驱动信号同时为高电平的情况下，桥臂也不会发生直通故障，同时，由于本发明是对第一原始驱动信号和第二原始驱动信号进行处理，将得到第一驱动信号和第二驱动信号分别输入相对应的一号开关管和四号开关管以及相对应的二号开关管和三号开关管的，这就从信号源方面防止了任一桥臂上的两个开关管的驱动信号同时为高电平后才进行补救的情况出现，从而最大程度地防止了桥臂直通故障的发生，而且即使在特殊情况下出现了同一桥臂上的两个开关管的驱动信号同时为高电平的情况，由于执行逻辑与非运算和逻辑与运算的与非门电路和与门电路的反应时间都极快，约为十几纳秒，远远低于开关管10微秒左右的生存时间，因此，本发明大大提高了对桥臂直通故障的反应速度。

在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进：

进一步，根据第一判据信号确定判据信号的方法为：将所述第一判据信号作为判据信号。