[实用新型]功率管过流检测保护电路

说明书

技术领域

    本实用新型涉及一种保护电路，特别是指一种适用于IGBT、GTO等双极性功率管的集电极负载过流及短路的保护电路。

背景技术

随着开关电源、逆变器、变频器技术的发展，大功率开关元件（功率管）GTO、IGBT等得到广泛使用，尤以IGBT的发展最为迅速。但由于工艺及成本的因素，功率管在电子系统中仍是价格不菲的元件，而且几乎无一例外的都要承受大的电流冲击，其损坏一般都会造成整个系统崩溃，所以功率管的过流保护电路设计在系统设计中就成为必不可少的一环。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种响应快速、成本低廉、安全可靠的功率管过电流检测保护电路，以解决实际应用中功率管易受过电流冲击而造成的损伤或损坏的问题。

本实用新型的技术方案如下：

一种功率管过流检测保护电路，包括有选通信号生成电路、电流电压转换检测电路、电压温度补偿电路和比较器电路，其特征在于：所述选通信号生成电路包括具有OC输出的比较器CM1，比较器CM1的同相输入端连接来自控制电路发出的驱动信号PWM-in，比较器CM1的反相输入端连接参考电压信号Ref1，比较器CM1的输出端连接到所述电流电压转换检测电路的输出端和所述电压温度补偿电路输入端的交汇点；在驱动信号PWM-in到来之前，比较器CM1输出低电平阻断来自所述电流电压转换检测电路的无效信号，当驱动信号PWM-in到来后，比较器CM1输出变化到高阻状态，使得所述电流电压转换检测电路的有效检测信号可以顺利输出到后级比较器；

所述电流电压转换检测电路包括二极管D1，所述二极管D1的阴极连接功率管的集电极，二极管D1的阳极串联保护电阻R4后，连接到上拉电阻R3和下拉电容C1的中点，上拉电阻R3和下拉电容C1的中点作为所述电流电压转换检测电路的输出端，下拉电容C1的积分作用可以消除功率管延迟时间及脉冲电流边沿扰动带来的干扰；

所述的电压温度补偿电路包括跨接在所述电流电压转换检测电路和所述比较器电路之间的电阻R5和二极管D2，所述的电阻R5和二极管D2相互串联，二极管D2的阴极连接有下拉电阻R8，以此抵消所述电流电压转换检测电路元件的温度漂移；

所述比较器电路包括具有OC输出的比较器CM2，比较器CM2的反相输入端连接所述电压温度补偿电路，比较器CM2的正相输入端连接参考电压信号Ref2，比较器CM2的输出端经电阻R9上拉后连接功率管驱动电路的保护/使能输入端。

所述的功率管过流检测保护电路，其特征在于：所述的选通信号生成电路、电流电压转换检测电路、电压温度补偿电路和比较器电路共同外接功率管驱动电路。

本实用新型的有益效果：

本实用新型电路结构可靠，本实用新型和功率管驱动电路同步运行，正常运行时保护电路不动作，而一旦功率管开通后导通电流过大导致Vce超过设定值，即会触发保护电路发出封锁信号，关闭功率管，从而保护功率管不受损坏，可以避免在驱动信号撤除前发生周期性动作损坏功率管，但在驱动信号撤除后保护电路自动复位，从而不需要另外的复位设计。

附图说明

    图1为本实用新型的电路原理图。

具体实施方式

参见图1，一种功率管过流检测保护电路，包括有选通信号生成电路、电流电压转换检测电路、电压温度补偿电路和比较器电路，选通信号生成电路包括具有OC输出的比较器CM1，比较器CM1的同相输入端连接来自控制电路发出的驱动信号PWM-in，比较器CM1的反相输入端连接参考电压信号Ref1，比较器CM1的输出端连接到电流电压转换检测电路的输出端和电压温度补偿电路输入端的交汇点A，参考电压信号Ref1取驱动信号PWM-in电平的中心值，以使抗干扰容限最大；

电流电压转换检测电路包括二极管D1，二极管D1的阴极连接功率管的集电极，二极管D1的阳极串联保护电阻R4后，连接到上拉电阻R3和下拉电容C1的中点，即A点，上拉电阻R3和下拉电容C1的中点，即A点作为电流电压转换检测电路的输出端，适当选取下拉电容C1的值，利用下拉电容C1积分作用以消除功率管延迟时间及脉冲电流边沿扰动带来的干扰；

电压温度补偿电路包括跨接在电流电压转换检测电路和比较器电路之间的电阻R5和二极管D2，电阻R5和二极管D2相互串联，二极管D2的阴极连接有下拉电阻R8，电阻R5和二极管D2与电流电压转换检测电路的电阻R4和二极管D1的取值分别一致，以此抵消电流电压转换检测电路元件的温度漂移；

比较器电路包括具有OC输出的比较器CM2，比较器CM2的反相输入端连接电压温度补偿电路，比较器CM2的正相输入端连接参考电压信号Ref2，比较器CM2的输出端经电阻R9上拉后连接功率管驱动电路的保护/使能输入端，为功率管驱动电路提供关断保护信号。