[实用新型]绝缘栅双极型晶体管的保护电路

说明书

技术领域

本实用新型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。

实用新型内容

本实用新型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。

本实用新型是提供一种绝缘栅双极型晶体管的保护电路，包括：

用于监测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控制单元的退饱和保护电路；

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的di/dt保护电路；

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的箝位控制电路；

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的故障反馈电路；

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的控制单元；

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

其中，所述退饱和保护电路、di/dt保护电路、箝位控制电路、故障反馈电路、可变栅极电阻分别与所述控制单元连接。

如上所述的绝缘栅双极型晶体管的保护电路，其中，所述可变栅极电阻包括：可变关断栅极电阻和可变导通栅极电阻；所述可变关断栅极电阻和可变导通栅极电阻均连接在所述绝缘栅双极型晶体管的栅极；所述可变关断栅极电阻和可变导通栅极电阻的阻值调整控制信号输入端分别与所述控制单元的阻值调整控制信号输出端相连。

如上所述的绝缘栅双极型晶体管的保护电路，其中，所述的退饱和保护电路为具有两段或两段以上保护功能的多段退饱和保护电路。

如上所述的绝缘栅双极型晶体管的保护电路，还包括高压隔离电路，该高压隔离电路设置在所述绝缘栅双极型晶体管的栅极接入侧。

如上所述的绝缘栅双极型晶体管的保护电路，其中，所述高压隔离电路为高压隔离变压器、高压隔离光电耦合器或高压隔离芯片。

如上所述的绝缘栅双极型晶体管的保护电路，还包括用于抑制所述绝缘栅双极型晶体管栅极电压变化的栅极电压抑制电路。

如上所述的绝缘栅双极型晶体管的保护电路，其中，所述栅极电压抑制电路为稳压二极管，稳压二极管串联在所述绝缘栅双极型晶体管的栅极和发射极之间。

如上所述的绝缘栅双极型晶体管的保护电路，还包括：用于在接收到所述故障控制信号后作出相应信号响应的故障信号电路；以及还用于在接收到所述故障反馈信号后输出故障控制信号的所述控制单元。

如上所述的绝缘栅双极型晶体管的保护电路，所述故障信号电路为LED灯。