[发明专利]一种IGBT高压驱动过流过压保护电路

说明书

本发明公开了一种用于IGBT的高压驱动过流过压保护电路，属于电子电路技术领域。该电路包括IGBT、IGBT驱动模块、反馈控制器、电流检测模块、以及电压检测模块。本发明采用电流检测模块防止IGBT过电流和短路，尤其是短路导致的大电流流过时，自关断设计能够迅速减小IGBT栅极和发射极之间的压差，防止大电流经过IGBT的时间过长。电压检测模块通过采用钳位电路可防止IGBT过电压，当TVS管被击穿后能向IGBT栅极输入反馈电压电流，帮助IGBT快速打开，在较短时间内即可实现过压保护。本发明结构简单，可根据需要调整采样电阻、分压电阻或者稳压管的阻值，满足不同应用需求。

技术领域

本发明属于电子电路技术领域，涉及一种用于IGBT的高压驱动过流过压保护电路。

背景技术

绝缘栅双极型晶体管(IGBT)是由双极结型晶体三极管(BJT)和绝缘栅型场效应管(MOS)组成的复合全控型-电压驱动式-功率半导体开关器件。它综合了两种开关器件的优点，既有MOS管输入阻抗高、工作速度快、易驱动的优点，又具有BJT管饱和压降低、电流容量大、耐压高等优点，因此广泛应用于高频电焊机、交流电机、变频器、开关电源、牵引传动等领域。

但由于IGBT常应用于高压大功率的场合，使用环境相对来说较为恶劣，驱动电压较高，所以对于IGBT的保护尤为重要，需要将保护时间控制在IGBT的安全工作区内，防止IGBT损坏。目前，常用的过流保护电路都是通过检测后将结果反馈给控制器，通过过流判定之后再关断IGBT，但是这样常常会使得IGBT关断的时间变长，对于IGBT而言有可能产生较高的热阻，对IGBT模块产生不利的影响。而常用的过压保护电路由TVS管、普通快恢复二极管、电阻构成，当IGBT两端过电压达到一定程度时，TVS管击穿，给栅极充电，让IGBT能保持一定的开通，防止IGBT损坏，同时通过反馈向驱动芯片输出关断信号，关断IGBT，但此时TVS管维持着被击穿的状态，若IGBT关断时间过长，可能会导致TVS管因热击穿而损坏，进而导致IGBT两端过压而损坏。因此，需通过对IGBT的过流、过压保护电路进行改进来克服这些缺陷。

发明内容

鉴于上述现有技术存在的缺陷，本发明旨在提供一种IGBT高压驱动的过流过压保护电路，解决高压驱动电路对过流过压状态响应速度过慢的问题，实现在高压条件下对IGBT的快速保护。

为达到以上目的，本发明采用以下技术方案进行实现：

一种IGBT高压驱动过流过压保护电路，该电路包括IGBT、IGBT驱动模块、反馈控制器、电流检测模块、以及电压检测模块。

所述IGBT包括栅极、集电极、发射极。

所述IGBT驱动模块用于给IGBT提供电压电流，根据接收的开通信号或者关断信号控制IGBT的开、关。

所述电流检测模块用于检测IGBT通过电流，并将电流采样信号转换为电压信号发送给反馈控制器。

所述电压检测模块用于检测IGBT两端的电压，并将电压采样信号发送给反馈控制器。

所述反馈控制器根据电流采样信号和电压采样信号输出开通信号或者关断信号给IGBT驱动模块。

其特征在于，所述电流检测模块，在IGBT正常工作时，采样电阻将IGBT电流进行采样并将其传输至反馈控制器进行判断。当IGBT电流未超过过流阈值时，反馈控制器输出开通信号；当IGBT过流时，反馈控制器输出关断信号；当IGBT短路时，栅极电压通过稳压管加速放电，使栅极与发射极之间的电压迅速降低，自动关断IGBT，防止IGBT通过大电流的时间过长。

进一步地，当IGBT误关断后，所述电压检测模块检测到IGBT两端的电压超过电压阈值，电压检测模块将采样电压信号传输至反馈控制器，反馈控制器输出开通信号，重新打开IGBT；同时，电压检测模块反馈电压电流到IGBT栅极，加速IGBT的开通。