[发明专利]一种基于积分器的IGBT短路检测装置及方法

权利要求书

1.一种基于积分器的IGBT短路检测装置，其特征在于，包括：减法器、积分器和比较器；

所述减法器的正输入端连接输入参考电压值，负输入端连接集射极电压，所述减法器用于调整后级积分器输入电压的范围；

所述积分器的输入端连接至所述减法器的输出端，所述积分器用于累积集射极电压，从而提前鉴别短路故障；

所述比较器的反向输入端连接至所述积分器的输出端，正输入端连接给定的短路检出电压阈值，负输入端连接所述积分器的输出端，所述比较器用于输出反映IGBT是否产生短路的逻辑电平；

所述积分器用于对集射极电压进行累积并进入稳态，从而快速识别是否发生短路故障。

2.如权利要求1所述的IGBT短路检测装置，其特征在于，所述积分器包括：清零电路；当pwm脉冲为0时驱动IGBT关断，所述清零电路使得所述积分器的输出为零，以避免发生误检测；当pwm脉冲为1时驱动IGBT开通，所述清零电路关闭，积分器对集射极检测电压ucesat进行累积并进入稳态，从而快速识别是否发生短路故障。

3.如权利要求1所述的IGBT短路检测装置，其特征在于，所述输入参考电压值和所述短路检出电压阈值均可调节，输入级参考电压调整使得与具体的IGBT型号的电气特性匹配；输出级参考电压调整以获得所需要的短路检出阈值。

4.一种基于权利要求2所述的IGBT短路检测装置实现短路检测的方法，其特征在于，包括下述步骤：

当pwm脉冲为1且驱动IGBT开通并发生短路时，关闭清零电路，积分器对集射极电压uCE进行累积并迅速进入稳态；集射极检测电压ucesat升高至+15V，达到输入动作阈值，减法器输出-10V，积分器输出正饱和状态+15V；比较器达到比较动作阈值，输出负饱和状态-15V，检测结果为“短路故障”。

5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，还包括如下步骤：

当pwm脉冲为0时驱动IGBT关断，积分器输出为零，比较器没有达到比较动作阈值，输出正饱和状态+15V，检测结果为“正常运行”。

6.如权利要求4或5所述的方法，其特征在于，还包括如下步骤：

当pwm脉冲为1且驱动IGBT正常开通时，积分器对集射极电压uCE进行累积并进入稳态；集射极检测电压ucesat没有达到输入动作阈值，减法器输出+1V，积分器输出负饱和状态-15V；比较器没有达到比较动作阈值，输出正饱和状态+15V，检测结果为“正常运行”。