[实用新型]功率半导体元件的驱动保护电路

权利要求书

1.一种功率半导体元件的驱动保护电路，包括开通模块和关断模块，其特征在于，还包括安全单元，

其中，

所述开通模块、关断模块、安全单元的一端均连接至所述功率半导体元件的门极，所述开通模块、关断模块、安全单元的另一端均连接至所述功率半导体元件的阴极，

所述安全单元在所述驱动保护电路故障时向所述功率半导体元件注入门极电流或提供正向电压，使得所述功率半导体元件处于导通状态，或/和向所述功率半导体元件提供高于反向击穿电压的高压，使得所述功率半导体元件失效并处于短路状态。

2.根据权利要求1所述的功率半导体元件的驱动保护电路，其特征在于，

所述安全单元包括备用开通模块或高压模块，

所述备用开通模块连接在所述功率半导体元件的门极和阴极之间，所述备用开通模块在所述驱动保护电路故障时向所述功率半导体元件注入门极电流或提供正向电压，使得所述功率半导体元件处于导通状态；

所述高压模块连接在所述功率半导体元件的门极和阴极之间，所述高压模块在所述驱动保护电路故障时向所述功率半导体元件提供高于反向击穿电压的高压，使得所述功率半导体元件失效并处于短路状态。

3.根据权利要求2所述的功率半导体元件的驱动保护电路，其特征在于，

所述备用开通模块包括第一电压管理电路、第一电容、限流电阻和第一二极管，

其中，

所述第一电容的正极和负极均连接至所述第一电压管理电路；

所述第一电容的正极通过所述限流电阻连接至所述第一二极管的正极；

所述第一二极管的负极连接至所述功率半导体元件的门极；

所述第一电容的负极连接至所述功率半导体元件的阴极，

或所述备用开通模块包括第二电压管理电路、第二电容、续流二极管、第一可控开关、电感、采样电阻和第二二极管，

其中，

所述第二电容的正极和负极均连接至所述第二电压管理电路，且所述第二电容的负极连接至所述续流二极管的正极；

所述第一可控开关的一端连接至所述第二电容的正极，所述第一可控开关的另一端连接至所述续流二极管的负极和所述电感的一端；

所述电感的另一端通过所述采样电阻连接至所述第二二极管的正极；

所述第二二极管的负极连接至所述功率半导体元件的门极；

所述第二电容的负极连接至所述功率半导体元件的阴极。

4.根据权利要求2所述的功率半导体元件的驱动保护电路，其特征在于，

所述高压模块包括第三电压管理电路、高压电容、第二可控开关和第三二极管，

其中，

所述高压电容的正极和负极均连接至所述第三电压管理电路，且所述高压电容的负极连接至所述第二可控开关的一端；

所述第二可控开关的另一端连接至所述第三二极管的负极；

所述第三二极管的正极连接至所述功率半导体元件的门极；

所述高压电容的正极连接至所述功率半导体元件的阴极。

5.根据权利要求1至4任一所述的功率半导体元件的驱动保护电路，其特征在于，

所述安全单元连接至外部电源。

6.根据权利要求2至4任一所述的功率半导体元件的驱动保护电路，其特征在于，

还包括控制单元、第一电源管理模块、第二电源管理模块；

所述控制单元连接至所述第一电源管理模块、备用开通模块或高压模块、开通模块和第二电源管理模块；

所述第二电源管理模块连接至所述开通模块和关断模块；

所述功率半导体元件在驱动保护电路故障时接收到开通指令，当所述控制单元检测到所述开通模块或所述第二电源管理模块故障时，控制所述备用开通模块工作，向所述功率半导体元件注入门极电流使其导通，或向所述功率半导体元件门极施加正向电压使其导通，

或

所述功率半导体元件在驱动保护电路故障时接收到开通指令，当所述控制单元检测到所述开通模块或所述第二电源管理模块故障时，控制所述高压模块工作，向所述功率半导体元件门极提供反向高压，将所述门极击穿并导致其失效。

7.根据权利要求1至4任一所述的功率半导体元件的驱动保护电路，其特征在于，

所述功率半导体元件为集成门极换流晶闸管、发射极关断晶闸管、MOSFET或IGBT。