[实用新型]一种基于饱和压降检测的并联IGBT延时过流保护电路

说明书

本实用新型涉及一种基于饱和压降检测的并联IGBT延时过流保护电路，其特征在于：包括PWM脉冲主回路和饱和压降延时检测控制电路，所述PWM脉冲主回路将控制系统发来的控制脉冲转变为具有驱动能力的PWM驱动脉冲，驱动IGBT开通和关断；与门U1和U3对饱和压降延时检测控制电路生成的过流故障信号进行处理，当该过流故障信号为高电平时，PWM脉冲主回路逻辑不变；当该过流故障信号为低电平时，无论控制脉冲是高电平还是低电平，与门U1和U3输出均为低电平，则IGBT驱动脉冲均为低电平，实现IGBT的过流保护。本实用新型中对IGBT饱和压降进行延时检测，避免IGBT开通时饱和压降不稳定造成的误保护，提高了电路的合理性和可靠性。

技术领域

本实用新型涉及一种IGBT延时过流保护电路，尤其涉及一种基于饱和压降检测的并联IGBT延时过流保护电路。属于电力电子技术领域。

背景技术

传统过流保护电路如图1所示为一典型的IGBT并联应用电路：2个IGBT模块(IGBT1和IGBT2)的漏极和源极分别连接在一起；栅极连接PWM脉冲驱动电路，R1和R3为门极驱动电阻，起限流的作用；D1和D2为稳压管，防止驱动脉冲电压过压；R2和R4为门极对地电阻，防止高频干扰误触发。

传统的IGBT过流保护原理介绍：

如图1，当PWM驱动脉冲为高电平时，IGBT导通，电流流过IGBT，此时IGBT漏极和源极之间的电压较低，约为0～5V左右。我们称该电压为饱和压降，饱和压降的大小与流过IGBT的电流成正比关系，即电流越大，IGBT饱和压降越大。因此，利用这个规律，可以设计硬件电路检测IGBT的饱和压降，当饱和压降大于某一设定值时(过流保护阈值对应的饱和压降值)，关断PWM驱动脉冲，关断IGBT，从而防止大电流烧坏模块。这就是典型的通过检测饱和压降实现过流保护的原理。

然而，在实际应用中，当PWM驱动脉冲由低电平变为高电平时，IGBT导通，电流流通，但是饱和压降并不会马上降低至理想的数值，往往需要经过短暂震荡才会稳定下来。其典型波形如图2所示。图中t1～t2的时间长短与模块的制造商、型号、使用时间等因素有关系，其值约为3～5us左右。

传统IGBT过流保护电路的缺点：

1、传统方案在PWM驱动脉冲由低电平变为高电平时，马上对饱和压降进行检测，并根据检测值进行过流保护。但是由于t1～t2时间内IGBT饱和压降并不稳定，因此容易发生误保护的情况。

2、传统的并联IGBT过流保护电路多为两个独立的保护电路合二为一，电路结构冗余，元器件数量多，不便于分析和维护。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是针对上述现有技术提供一种电路结构简单，元器件数量少，便于设计和维护的基于饱和压降检测的并联IGBT延时过流保护电路。

本实用新型涉及解决上述问题所采用的技术方案为：一种基于饱和压降检测的并联IGBT延时过流保护电路，包括PWM脉冲主回路和饱和压降延时检测控制电路。

所述PWM脉冲主回路将控制系统发来的控制脉冲转变为具有驱动能力的PWM驱动脉冲，驱动IGBT开通和关断。与门U1和U3对饱和压降延时检测控制电路生成的过流故障信号进行处理，当该过流故障信号为高电平时，PWM脉冲主回路逻辑不变；当该过流故障信号为低电平时，无论控制脉冲是高电平还是低电平，与门U1和U3输出均为低电平，则IGBT驱动脉冲均为低电平，实现IGBT的过流保护。

优选地，所述饱和压降延时检测控制电路的输入为IGBT漏源极压降、控制脉冲，输出为过流故障信号，饱和压降延时检测控制电路包括：将IGBT漏源极压降作为输入生成过流信号的过流信号生成电路，两个控制脉冲延时电路，结合上述延迟的控制脉冲和过流故障信号形成的故障综合处理电路。