[发明专利]绝缘栅双极型晶体管的保护电路

说明书

技术领域

本发明涉及绝缘栅双极型晶体管驱动技术，尤其涉及一种绝缘栅双极型晶体管的保护电路。

背景技术

随着大功率电力电子半导体器件的发展，高电压、大电流的绝缘栅双极型晶体管（Insulated Gate Bipolar Transistor，简称IGBT）的应用也越来越广泛。目前，电力机车牵引变流装置中大多都采用的是IGBT器件。IGBT是一种电压驱动型器件，其输入阻抗较高，且通常工作在高频开关状态下，因此IGBT驱动主电路电感引起的电压尖峰会通过IGBT的结间电容耦合到驱动控制回路中，进而引起IGBT的误动作，严重时会超过IGBT安全工作区从而损坏IGBT。因此在大功率、高电压、大电流的IGBT模块的牵引驱动主电路中需要一种功能良好的IGBT保护电路，以避免上述问题，减少IGBT的损坏。

发明内容

本发明提供一种绝缘栅双极型晶体管的保护电路，以解决上述问题。

本发明是提供一种绝缘栅双极型晶体管的保护电路，包括：控制单元、退饱和保护电路、di/dt保护电路、箝位控制电路、故障反馈电路及可变栅极电阻；其中，

所述退饱和保护电路，用于监测所述绝缘栅双极型晶体管集电极和发射极之间的电压，比较所述电压与预设的电压饱和下限得出比较结果，并将该比较结果输出至所述控制单元；

所述di/dt保护电路，用于监测所述绝缘栅双极型晶体管导通时集电极的电流，并依据各次所述电流计算得出所述绝缘栅双极型晶体管处于导通状态时集电极的电流变化率值，将所述电流变化率值输出至所述控制单元；

所述箝位控制电路，用于在监测到所述绝缘栅双极型晶体管关断时向所述控制单元输出关断状态信息；以及在从所述控制单元接收到箝位控制驱动信号后对所述绝缘栅双极型晶体管进行箝位控制；

所述故障反馈电路，用于记录所述绝缘栅双极型晶体管的工作状态信息，依据所述工作状态信息分析所述绝缘栅双极型晶体管是否故障，在分析得出所述绝缘栅双极型晶体管故障时向所述控制单元反馈故障反馈信号；

所述控制单元，用于依据接收的所述比较结果和电流变化率值按照预设的控制程序向所述可变栅极电阻输出阻值调整控制信号和/或向所述绝缘栅双极型晶体管的栅极输出经调整后的驱动脉冲信号；依据接收的关断状态信息输出所述箝位控制驱动信号；以及依据接收的所述故障反馈信号关断向所述绝缘栅双极型晶体管的栅极输出的驱动脉冲信号；

所述可变栅极电阻，连接在绝缘栅双极型晶体管的栅极，用于依据接收的所述阻值调整控制信号调整阻值。

本发明的有益效果是：本发明通过设置所述箝位控制电路可有效的降低IGBT的关断电压尖峰，以减少尖峰电压对IGBT的冲击；通过设置所述退饱和保护电路以及所述di/dt保护电路可实现依据IGBT的特性曲线及工作状态进行分段的保护，提高了保护电路的保护性能，同时还提高IGBT驱动电路的工作可靠性，且降低了IGBT的故障率；通过设置所述故障反馈电路可在监测到IGBT故障时及时的反馈信号以使所述控制单元及时输出关断驱动脉冲控制信号，以停止向IGBT输出驱动脉冲信号，进一步保障IGBT的安全。另外，本发明还通过设置所述可变IGBT栅极电阻，可依据需求自动改变阻值，有效地减少IGBT器件的导通关断损耗，避免现有技术中电阻一旦选定就不易更改的弊端。总之，本发明所述IGBT的保护电路的保护性能更加完善，且IGBT出现故障的概率低。

附图说明

图1为本发明提供的IGBT的保护电路实施例一的结构示意图；

图2为本发明提供的IGBT的保护电路实施例一中箝位控制电路一具体实例的电路结构示意图；

图3为本发明提供的IGBT的保护电路实施例二的结构示意图。

具体实施方式