[实用新型]一种IGBT短路故障快速保护电路

说明书

本实用新型提供一种IGBT短路故障快速保护电路，包括短路检测电路，门逻辑电路和放大电路。利用发生短路时与正常开通状态相比，门极电压与集电极电压不同的变化状态进行短路故障检测，通过逻辑电路控制推挽放大电路，及时将IGBT关断。本实用新型能够提高短路故障检测速率，所需的短路检测器件及检测电路简单，容易实现。

技术领域

本实用新型涉及一种IGBT短路故障快速保护电路，属于电力电子技术领域。

背景技术

IGBT短路保护是提高电力电子系统可靠性的关键因素。传统的退保和短路保护方法是通过检测IGBT的集电极—发射极电压，以确定是否发生IGBT短路故障。在这种保护方法中需要设置消隐电路，以避免在IGBT导通瞬态期间误触发短路保护。然而为了使驱动板具有通用性，通常需要设置较长的消隐时间，因而增加了短路损耗，使得结温上升，增大了短路故障对器件的冲击。除了退保和方法外，目前常用的方法还有从短路电流信息和门极信息提取两个方面进行短路保护，比如：利用功率发射机和辅助发射极间的感应电势提取短路电流，根据短路故障时的门极电压或门极电荷的变化。这些方法主要是为了提高短路保护速率，消除消音时间的影响，然而相比于传统的退保和方法，普遍需要大量的运算放大器进行信息的提取，并且需要根据特定的应用环境来进行检测电路的参数设计，通用性较差，并没有得到广泛的应用。因而研发一种既能够提高短路保护速率，又不需要过多的检测元件的短路保护变得尤为重要。

实用新型内容

本实用新型旨在克服现有技术上的不足，提出一种IGBT短路故障快速保护方法及电路。该电路能够提高短路保护速率，技术方案如下：

一种IGBT短路故障快速保护电路，包括：短路检测电路，门逻辑电路和放大电路；

所述短路检测电路，检测集电极电压和门极电压的状态，以判断是否发生短路故障，并输出故障信号给门逻辑电路；

所述门逻辑电路，根据外部控制器的PWM开关信号与故障信号，判断需要开通还是关断待测IGBT，并向放大电路输出控制信号；

所述放大电路，根据门逻辑电路输出的控制信号，向IGBT输出正驱动电压V_CC或负驱动电压V_EE，实现IGBT的开通与关断；

其中：门逻辑电路接收开关信号V_pwm和故障信号V_fault，并向放大电路输出控制信号V_p；短路检测电路检测待测IGBT的集电极电压V_CE和门极电压V_G，并向门逻辑电路输出故障信号V_fault；放大电路接收控制信号V_p，输出端连接待测IGBT的门极。

作为本实用新型的一种改进，所述短路检测电路，包括：集电极检测电路，门极检测电路，故障判断电路；其中：集电极检测电路输入端检测电路检测集电极电压V_CE，输出端与故障判断电路的第一输入端相连；门极检测电路输入端检测门极电压V_G，输出端与故障判断电路的第二输入端相连；故障判断电路输出端输出故障信号V_fault。