[实用新型]一种IGBT过流保护电路

说明书

本实用新型公开了一种IGBT过流保护电路，包括解耦保护电路、基准电平生成电路、故障信号生成电路和硬件封锁电路；解耦保护电路分别连接IGBT下管的栅极和漏极；故障信号生成电路分别连接解耦保护电路、基准电平生成电路和硬件封锁电路，形成故障信号并发送给硬件封锁电路；硬件封锁电路与IGBT下管的栅极相连，在故障信号的触发下将IGBT下管的栅极电压钳位至下管驱动电源的负电源，使IGBT下管关断；本实用新型采用分离的模拟电路器件配置可解耦的过流保护电路的三种工作模式，在IGBT发生过流故障时、正常工作时、不工作时的三种现实工况中灵活切换，在不使用驱动芯片的情况下实现过流保护，并可通过调节电路参数来调节执行电压范围和响应时间值。

技术领域

本实用新型属于电子电路技术领域，更具体地，涉及一种采用分立器件硬件实现的变频器用IGBT过流保护电路。

背景技术

随着变频技术的普及，IGBT过流保护电路越来越多的应用到电源电路中，现有的IGBT过流保护电路一般利用驱动芯片中的受控直流源进行设计，这种软件保护的方式具有保护执行电压范围、保护响应时间均固定不可调节的缺点。在大功率变频器功率模块裸片化、并联化或将IGBT模块换为碳化硅模块后，原有的基于驱动芯片中的保护方案已不再能满足响应时间的要求，也无法自主设置保护电压范围。

实用新型内容

针对现有技术的至少一个缺陷或改进需求，本实用新型提供了一种IGBT 过流保护电路，可通过RC网络参数及二极管选型变化来调节保护执行电压的范围以及设置响应时间。

为实现上述目的，按照本实用新型的一个方面，提供了一种IGBT过流保护电路，包括解耦保护电路、基准电平生成电路、故障信号生成电路和硬件封锁电路；

所述解耦保护电路分别连接IGBT下管的栅极和漏极，根据采集的IGBT 下管的栅极电压和漏极电压生成保护电压信号；

所述基准电平生成电路用于提供基准电压信号；

所述故障信号生成电路分别连接解耦保护电路、基准电平生成电路和硬件封锁电路，将解耦保护电路提供的所述保护电压信号与基准电平生成电路提供的所述基准电压信号进行比较，当保护电压信号的值大于基准电压信号时形成故障信号并发送给硬件封锁电路；

所述硬件封锁电路与IGBT下管的栅极相连，在所述故障信号的触发下将所述IGBT下管的栅极电压钳位至下管驱动电源的负电源，使IGBT下管关断。

优选的，上述IGBT过流保护电路，所述解耦保护电路包括第一二极管D1、第一电阻R1、第二二极管D2、第四电阻R4、第三二极管D3、第五电阻R5；

所述第一二极管D1的负极连接IGBT下管的漏极，负极通过所述第一电阻R1连接第二二极管D2的正极；所述第二二极管D2的负极输出保护电压信号；

所述第四电阻R4与第三二极管D3并联，第四电阻R4的第一端及第三二极管D3的正极与第一二极管D1的正极相连，第四电阻R4的第二端及第三二极管D3的负极连接IGBT下管的栅极；

所述第五电阻R5的第一端连接下管驱动电源的负电源，第二端与第二二极管D2的正极相连。

优选的，上述IGBT过流保护电路，所述解耦保护电路具有三种工作模式：

当IGBT下管不动作时，IGBT下管的漏极电压将第一二极管D1击穿，第四电阻R4连接下管驱动电源的负电源进行钳位；第一二极管D1的击穿能量通过第三二极管D3和第五电阻R5向下管驱动电源的负电源进行泄放；第二二极管D2输出的保护电压信号被限位至(-V2-V_D2+X)；其中，-V2表示下管驱动电源的负电源，V_D2表示第二二极管D2的导通电压，X的大小取决于第一电阻 R1、第四电阻R4和第五电阻R5的阻值；