[发明专利]一种高电压等级IGBT识别筛选与栅极保护系统

说明书

本发明实施例公开了一种高电压等级IGBT识别筛选与栅极保护系统，其包括：IGBT识别筛选单元、栅极信号监控单元、栅极能量释放单元、主控单元、故障信息记录单元；IGBT识别筛选单元能够采集IGBT驱动信号作用下，IGBT器件的栅极反馈信号并生成IGBT识别筛选信号；栅极信号监控单元能够将栅极驱动信号与预设的第二基准电位、第三基准电位、第四基准电位分别比较后，获取对应的栅极驱动信号监控评估信息；栅极能量释放单元能够在主控单元确定出栅极驱动信号的开通电平超过预设值时，停止维持开通电平的电源工作等。本发明能够构建成多级保护系统，提升了IGBT驱动器的可靠性；同时配备故障信息记录功能，增加了IGBT驱动器实用性。

技术领域

本发明涉及电力电子技术领域，尤其涉及一种高电压等级IGBT识别筛选与栅极保护系统。

背景技术

现代IGBT驱动器的保护系统主要依据IGBT失效故障发生后产生的特定信息量做出保护动作。例如，过电流保护，该保护功能作为所有保护系统功能中最快速、最有效的保护功能，其保护完成的时间可达到9us左右。虽然极短的时间段内已经进行了动作保护，但是高电压条件下的短路电流也已上升至极大的范围内，那么就存在IGBT内部的键合线绑线点部分熔断的可能性，该状况则会导致安全隐患的存在，当再次短路故障来临时，较大的概率会导致IGBT失效故障的发生，所以依靠IGBT失效后而进行的保护系统已经是驱动器的最后一级保护。

而且以往关于IGBT驱动器的保护系统主要集中退饱和保护、保护、动态有源钳位保护等，这些保护措施在IGBT失效故障时进行保护动作，但在高电压下保护过程中存在IGBT轻度损伤的风险，从而留下存在安全隐患。

经申请人调查发现，引起IGBT失效事故的原因主要来源于栅极驱动信号的问题，为达到IGBT驱动器保护的目的以及减少安全隐患的存在，所以增加栅极驱动信号相关的保护系统变得至关重要。因此有必要研发一种有效解决因栅极驱动问题引起IGBT失效事故的保护系统。

发明内容

基于此，为解决现有技术所存在的不足，特提出了一种高电压等级IGBT识别筛选与栅极保护系统。

一种高电压等级IGBT识别筛选与栅极保护系统，其特征在于，包括：IGBT识别筛选单元、栅极信号监控单元、栅极能量释放单元、主控单元、故障信息记录单元；

其中，所述IGBT识别筛选单元分别与IGBT器件、主控单元电连接，该IGBT识别筛选单元能够采集IGBT驱动信号作用下，IGBT器件的栅极反馈信号并与预设的第一基准电位比较后生成IGBT识别筛选信号；所述栅极信号监控单元分别与IGBT器件、主控单元电连接，该栅极信号监控单元能够将栅极驱动信号与预设的第二基准电位、预设的第三基准电位、预设的第四基准电位分别比较后，获取对应的栅极驱动信号监控评估信息；所述栅极能量释放单元分别与IGBT器件、主控单元电连接，该栅极能量释放单元能够在主控单元确定出栅极驱动信号的开通电平超过预设值时，停止维持开通电平的电源工作，并利用能量释放电路加速释放开通电平能量从而保证IGBT可靠关断。

可选的，在其中一个实施例中，所述IGBT识别筛选单元包括IGBT识别筛选子单元、第一基准电位子单元、栅极反馈子单元；其中，所述栅极反馈子单元与IGBT器件的栅极电连接，该栅极反馈子单元能够采集IGBT驱动信号作用下，IGBT器件的栅极反馈信号；所述IGBT识别筛选子单元的正反馈输入端与栅极反馈子单元电连接，其负反馈输入端与第一基准电位子单元电连接，其输出端与主控单元电连接，其能够通过所述第一基准电位子单元对栅极反馈信号与第一基准电位子单元内预设的第一基准电位进行比较，并生成IGBT识别筛选信号。