[实用新型]一种绝缘门极晶体管过流保护装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及电路保护装置，尤其涉及一种具有过流保护功能的绝缘门极晶体管过流保护装置。 

背景技术

绝缘门极双极型晶体管（Isolated Gate Bipolar Transistor）简称IGBT，也被称为绝缘门极晶体管。由于绝缘门极晶体管内具有寄生晶闸管，所以也可称作为绝缘门极晶闸管，它是20世纪80年代中期发展起来的一种新型复合器件。由于它将MOSFET和GTR的优点集于一身，所以它具有输入阻抗高、速度快、热稳定性好和驱动电路简单的优点，又具有通态电压低、耐压高的优点，因此发展很快，备受欢迎，在电机控制、电力传动、大功率开关电源、逆变器等电力电子装置中，绝缘门极晶体管已成为理想的功率器件。然而在使用过程中，设计者往往只注重主回路及缓冲电路的设计，而忽略了绝缘门极晶体管驱动及过流保护装置的设计，就连一些集成的绝缘门极晶体管驱动模块如EXB841在设计上也存在过流保护阈值过高、虚假过流等缺陷，容易造成绝缘门极晶体管击穿和所控制的设备损坏。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种绝缘门极晶体管过流保护装置，该装置克服了现有分立绝缘门极晶体管电路的缺陷，当绝缘门极晶体管过流时，保护电路起作用，及时的关断绝缘门极晶体管，防止绝缘门极晶体管过流损坏，提高了绝缘门极晶体管工作的稳定性。

为达到上述目的，本实用新型一种绝缘门极晶体管过流保护装置，包括控制箱和固定在控制箱内的过流保护电路，所述过流保护电路包括输入信号隔离电路、开关电路、绝缘门极晶体管集电极-发射极电压Vce采样电路、慢关断电路、脉冲功率放大电路和绝缘门极晶体管IGBT，绝缘门极晶体管IGBT通过栅极电阻R6与脉冲功率放大电路连接，其特征在于：该过流保护电路还包括故障信号输出电路，所述故障信号输出电路是由故障判别电路、故障输出延时电路和故障保持电路组成，故障判别电路的输入端与三极管Q5的集电极相连，故障判别电路输出接到故障输出延时电路的输入端，故障输出延时电路的输出端接到故障保持电路的输入端；故障判别电路由电阻R9、电阻R10、电阻R11、电阻R12以及电压比较器LM339A组成，正电源VCC与电阻R9、电阻R12依次串联连接到参考地GND，电阻R9和电阻R12连接点连到比较器LM339A的5脚，比较器LM339A的12脚与参考地GND相连，LM339A的3脚与电源正极VCC相连，电阻R11一端与比较器LM339A输出脚2脚相连，R11另一端连接到稳压管Z2阴极；故障输出延时电路由电容C4、稳压二极管Z2、三极管Q7、电阻R13构成，电容C4一端连接到稳压二极管Z2阴极，C4另外一端与参考地GND相连，稳压二极管Z2阳极与三极管Q7基极相连，三极管Q7发射极经电阻R13连接到参考地GND，Q7集电极与正电源VCC相连；故障保持电路由电阻R8、电容C3和D触发器74LS74构成，正电源VCC经电阻R8、电容C3连接到参考地GND，D触发器74LS74 2脚与电源地GND相连，3脚与三极管Q7发射极相连，74LS74的1脚与正电源VCC相连，5脚为输出信号。

在上述的技术方案中，当绝缘门极晶体管IGBT导通时如果集电极出现过流，集电极和发射极电压将升高，达到7V左右，此时二极管D1截止，电容C1上的电压逐渐升高，当电压升高到13V左右时稳压二极管Z1导通，紧接着三极管Q5导通，电容C2逐渐放电到负电源VL电压，此过程即实现了绝缘门极晶体管IGBT过流时的软关断。绝缘门极晶体管IGBT正常导通和关断时，故障判别电路中的电压比较器LM339A反相端的电压始终高于同相端的电压，电压比较器的输出始终为低电平，D触发器74LS74的输出为高电平，一旦绝缘门极晶体管IGBT出现过流，LM339A的同相端电压高于反相端电压，比较器输出高电平，若高电平持续的时间过短（通常是几us），故障输出延迟电路中的稳压二极管Z2不会导通，以此来判断是否是虚假过流信号，若高电平持续的时间超过7微秒则Z2导通，故障保持电路中的触发器74LS74输出端有高到低的电平跳变，即有一个下降沿到来，下降沿可以作为微处理器外部中断的触发信号，关闭绝缘门极晶体管IGBT，有效地保护了绝缘门极晶体管IGBT，防止了绝缘门极晶体管IGBT被击穿，提高了绝缘门极晶体管工作的稳定性IGBT。

附图说明

图1是本实用新型一种绝缘门极晶体管过流保护装置的结构示意图；

图2是本实用新型一种绝缘门极晶体管过流保护装置中过流保护电路的电路原理图。

具体实施方式