[发明专利]IGBT过压保护电路及空调

说明书

本发明提出了一种IGBT过压保护电路及空调，所述IGBT过压保护电路，包括设有IGBT的工作电路、通过驱动电阻Rg与所述工作电路连接的驱动电路，还包括：连接所述工作电路和所述驱动电路的保护电路，所述保护电路在所述IGBT过压关断时重新开启所述IGBT；所述驱动电阻Rg一端连接所述工作电路，另一端连接所述驱动电路。与现有技术相比，本发明IGBT过压保护电路结构简单，成本低廉，同时可使TVS管能够工作在额定点附近，大大提高了电压钳位的精准度和电路有效性。

技术领域

本发明涉及电器领域，特别是一种IGBT过压保护电路及空调。

技术背景

IGBT作为一种常用的功率器件，在电源、家用电器和空调等产品中广泛应用，发挥着关键作用。然而在实际应用中，当出现电流过载或者短路时，由于di/dt很高且在换流通路存在杂散电感，会导致电压过冲，这将可能超过IGBT的击穿电压并损坏IGBT 。如果直流母线电压很高，这将会严格限制IGBT的应用范围。因此，驱动电路中通常需要增加钳位电路，保证集电极电位不至于过高。

请参考图1，目前常用的集电极-发射极钳位，利用外置的TVS管Dz和二极管D1。当IGBT集电极处的电位超过了某一特定电压临界值Uce，单向的TVS二极管Dz就会导通且通过电流，这时Q2开通，IGBT被关断。如果Uce电压高于二极管Dz的雪崩电压，电流流过Dz、D1、Rg和Q2。

请参考图2为TVS管的工作特性，正常情况下，TVS管能工作在额定的击穿点附近（工作点1），如果TVS管被击穿后电流剧烈增大，那么TVS则从工作点1下探至工作点2，其电压也会强烈上升，这意味着IGBT的CE电压也会上升，达不到IGBT钳位的效果。同时，TVS管的功耗非常大，导致必须选取封装较大的TVS管，导致物料比较贵、难以购买、误差偏大、结电容过高等特点。

因此，如何设计一种IGBT过压保护电路及空调，能够大大提高IGBT钳位的精准度和有效性，是业界亟待解决的技术问题。

发明内容

针对现有技术中IGBT钳位效果不佳的技术问题，本发明提出了一种IGBT过压保护电路及空调。

本发明的技术方案为，提出了一种IGBT过压保护电路，包括设有IGBT的工作电路、通过驱动电阻Rg与所述工作电路连接的驱动电路，还包括：连接所述工作电路和所述驱动电路的保护电路，所述保护电路在所述IGBT过压关断时重新开启所述IGBT；

所述驱动电阻Rg一端连接所述工作电路，另一端连接所述驱动电路。

进一步，所述保护电路包括：检测所述IGBT电流状态的检测单元、和与所述工作电路连接的控制单元；

所述检测单元检测到所述IGBT过压时发送过压信号给所述控制单元，所述控制单元接收到所述过压信号时控制所述IGBT重新开启。

进一步，所述检测单元包括电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4和放大器U1；

所述放大器U1的同相输入端串联所述电阻R1后连接到所述电阻Rg和所述工作电路之间，所述放大器U1的反相输入端串联所述电阻R3后连接到所述电阻Rg和所述驱动电路之间，所述电阻R2一端连接在所述电阻R1和所述放大器U1的同相输入端之间，另一端连接电源V-REF，所述电阻R4连接所述放大器U1的反相输入端和输出端，所述放大器U1的输出端还作为所述检测单元的输出连接到所述控制单元的输入。

进一步，所述控制单元包括电阻R5、电阻R6、电阻R7、电阻R8、三极管Q3和比较器U2；