[发明专利]功率开关的有源钳位电压应力抑制电路、方法及驱动电路

说明书

本发明公开了一种功率开关的有源钳位电压应力抑制电路、方法及驱动电路，所述功率开关的输入端和控制端之间连接有有源钳位电路，所述抑制电路包括：检测模块，用于检测功率开关是否触发有源钳位；执行模块，设置于所述功率开关的驱动路径中，用于在所述检测模块检测到有源钳位被触发时，切断所述驱动路径。本发明检测功率开关是否触发有源钳位，在所述检测模块检测到有源钳位被触发时，切断所述功率开关的当前的驱动路径，从而消除驱动路径对有源钳位注入功率开关的电流的旁路作用，提高有源钳位电路的反向击穿电流的利用率，从而提高有源钳位的钳位效果、减小有源钳位电路中的TVS的热损耗、减小驱动电路的热损耗，提高有源钳位电路的可靠性。

技术领域

本发明涉及电机控制领域，尤其涉及一种功率开关的有源钳位电压应力抑制电路、方法及驱动电路。

背景技术

IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor，绝缘栅双极型晶体管)是常见的功率开关器件，经常被使用在高压大电流的工况下。在IGBT关断过程中，在回路杂散电感上产生的感生电动势叠加在母线电压上，使得IGBT的集电极和发射极之间产生较大电压应力。有源钳位技术通过TVS(TransientVoltage Suppressor，又称为瞬态抑制二极管)检测IGBT的集电极和发射极之间的电压，当电压超过TVS的击穿电压后，TVS被反向击穿，产生的击穿电流流向IGBT的门极，从而可以减缓IGBT门极电压的下降速度，减慢IGBT的关断速度，从而减小杂散电感上的感生电动势，进而减小IGBT在关断过程中的集电极与发射极之间的电压应力。

有源钳位方法对IGBT的关断过程集电极与发射极之间的电压应力有很好的抑制作用，但由于目前的有源钳位方法是在IGBT门极关断，电压应力超过TVS的钳位电压，TVS被反向击穿的时候通过TVS向门极注入电流，而IGBT关断过程中驱动电路输出低电平，从而导致TVS流向IGBT门极的电流被驱动电路旁路一部分，TVS注入门极电流的流失导致对门极电压下降速度的抑制效果减弱，所以IGBT门极下降速度较快，如此，一方面导致IGBT集电极与发射极之间电压应力增加，导致有源钳位技术应力抑制效果减弱；另一方面IGBT集电极与发射极之间的集射极电压应力的增加还会导致TVS的击穿程度增加，击穿电流增加，进而导致TVS的热损耗增加，TVS温升过大，同时还会导致TVS的嵌位电压上偏。

参考图1为现有技术中有源钳位技术的原理框图，在IGBT关断过程中，集电极C与发射极E之间的电压应力超过TVS的击穿电压时，TVS被反向击穿。击穿电流注入IGBT门极G，从而实现减缓IGBT关断速度，实现钳位关断过程中的集电极C与发射极E之间电压应力的目的。TVS反向击穿电流注入门极为L1通路，注入到门极的电流通过驱动电路流失为L2通路。

以上可知，现有技术中由于驱动电路的旁路作用，TVS反向击穿注入IGBT门极的电流被流失，极大程度上影响了有源钳位的效果和TVS的使用寿命

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述由于驱动电路的旁路作用而导致的TVS反向击穿注入IGBT门极的电流的流失问题，提供一种功率开关的有源钳位电压应力抑制电路、方法及驱动电路。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种功率开关的有源钳位电压应力抑制电路，所述功率开关的输入端和控制端之间连接有有源钳位电路，包括：

检测模块，用于检测功率开关是否触发有源钳位；

执行模块，设置于所述功率开关的驱动路径中，用于在所述检测模块检测到有源钳位被触发时，切断所述驱动路径。