[实用新型]一种用于功率半导体器件的保护电路

说明书

本实用新型涉及电路设计技术领域，尤其涉及一种用于功率半导体器件的保护电路，包括高压输入端和控制模块，所述控制模块的输出端与外设的功率半导体器件电连接以控制所述功率半导体器件的运行状态，还包括相互电连接的过压过流保护模块、自锁电路和解锁电路，所述过压过流保护模块的输入端与高压输入端电连接，所述过压过流保护模块的输出端与控制模块的输入端电连接；通过设置过压保护模块和过流保护模块，使得在高压输电出现过压或过流现象时，可以及时启动过压保护状态或过流保护状态。

技术领域

本实用新型涉及电路设计技术领域，尤其涉及一种用于功率半导体器件的保护电路。

背景技术

功率半导体器件通常要求在严苛的应用环境中使用，特别是在车载电源变换器中，然而车载电压和电流不稳定，会对功率器件造成冲击，功率器件成本较高，其损坏将造成严重的经济损失，加上功率器件作为产品本身的关键器件，其损坏将严重影响产品的可靠性。由于这些原因，功率半导体器件的保护问题就显得十分重要。对于功率半导体器件，其损坏的原因主要有过压和过流两个。器件过压主要是输入电压过高时加上器件开关工作冲击引起的，当器件两端的电压超过击穿电压时，任何显著的电流都会引起很大的功耗，导致器件内部极速升温，超过结温限制值就可能导致器件的永久损坏；器件过流是在外部负载短路或者负载过流引起的，短时的大电流就会结温升的太快而导致器件永久损坏。

现有针对过压保护的方案有几种，硬件方面是给功率半导体并上RC电路，C电容用来把瞬间高压给滤除掉，R是用来给C电容放电，主要缺点是RC的选型尤为重要且较难选型，既要滤除高压尖峰，又不能影响器件开关效果；软件方面是MCU通过快速中断口获取过压信号，停止器件工作。针对过流保护方案，早期是在输入回路上串接一个较为廉价的熔断器，当负载异常短路时，可先烧断熔断器，切断整个输入回路，由于半导体器件的热学时间常数很短，所以熔断器选型必须是快熔型的，由于这种方案也是需要损坏器件，所以现行主要通过硬件和软件同时保护，当采集到过流信号，硬件上控制开关暂停工作，软件方面是MCU通过快速中断口获取过流信号，直接停止器件工作，等待主动复位。这种方案存在的缺点是在软件响应之前，硬件在根据检测到的过流信号持续在重启打嗝操作，针对个别脆弱的功率器件，在这软件响应时间内依旧可能照成损坏。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是：提供一种用于功率半导体器件的保护电路，具有电源过流保护模块和电源过压保护模块，解决当高压电源放电时产生过流和过压现象可能对功率半导体器件产生的影响，避免功率半导体器件因此受到损害，给功率半导体器件提供了可靠有效的硬件保护。

为了解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案为：

一种用于功率半导体器件的保护电路，包括高压输入端和控制模块，所述控制模块的输出端与外设的功率半导体器件电连接以控制所述功率半导体器件的运行状态，还包括相互电连接的过压过流保护模块、自锁电路和解锁电路，所述过压过流保护模块的输入端与高压输入端电连接，所述过压过流保护模块的输出端与控制模块的输入端电连接；

当过压过流保护模块进入保护状态时，所述自锁电路被触发以使过压过流保护模块保持当前状态，当解锁电路接收到外部的复位信号时，解锁电路被触发以解除过压过流保护模块的自锁功能。

本实用新型的有益效果在于：本实用新型提供的一种用于功率半导体器件的保护电路。1.设置过压保护模块和过流保护模块，当电源电路出现过压或过流现象时，过压保护模块和过流保护模块会进入过压保护状态或过流保护状态进入过压保护状态或过流保护状态后不再向芯片U3和芯片U4输出电源，从而无法向芯片U3和芯片U4提供使能，芯片U3和芯片U4停止控制功率半导体器件的开关工作，保护功率半导体器件不受到高压或高电流的击穿，避免功率半导体器件受到损害。2.要想解除自锁状态，还需要外部的复位信号强制复位才能解除。大大提高了功率半导体器件保护电路的可靠性。3.此外过压保护模块和过流保护模块上还设置有比较器，所以只需根据功率器件的参数不同调整过流和过压的保护阈值就可以实现过压保护和过流保护的，操作方式简单，便捷。