[发明专利]一种用于APF大功率IGBT的短路保护电路

说明书

技术领域

本发明属于电力电子控制保护领域，尤其涉及一种用于APF大功率IGBT的短路保护电路。

背景技术

自世界上第一只MOSFET及IGBT问世以来,电压控制型电力电子器件特别是IGBT正经历一个飞速发展的过程。IGBT单模块器件的电压越做越高，电流越做越大。同时,与之配套的驱动器件也得到了大力发展。随着器件应用领域越来越广，电源设备变换功率越来越大，尤其在谐波治理方面，有源电力滤波器采用IGBT开关动作补偿谐波，当IGBT发生短路时，采用一般的速度封锁栅极电压，过高的电流变化率di/dt会引起过电压，高压可能使得IGBT发生锁定现象而造成损坏的问题，通常为了避免短路保护引起过电压而损坏IGBT，一般采取增大驱动电阻，延长关断时间以及母线加突波吸收电路，但是增大驱动电阻也会增大开关损耗，影响波形质量，使得工作可靠性降低，为了提高工作电路可靠性，在发生短路时采取缓慢降低IGBT栅极电压的软关断方式来降低关断时的过电压。

发明内容

本发明的目的就是为了解决上述问题，提供一种用于APF大功率IGBT的短路保护电路，它具有提高工作电路可靠性，在发生短路时采取缓慢降低IGBT栅极电压的软关断方式来降低关断时的过电压的优点。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种用于APF大功率IGBT的短路保护电路，包括

IGBT的工作控制电路，利用PWM信号控制IGBT的工作与否；

IGBT的短路保护电路，用于监测IGBT短路电流，并在PWM信号控制下在短路时利用缓慢降低栅极电压电路防止IGBT短路引起过电压而损坏IGBT。

所述IGBT的短路保护电路包括：

短路保护电路的工作控制电路，用于控制短路保护电路的工作与否；

短路保护电路的检测电路，用于对IGBT的短路电流进行检测；

缓慢降低栅极电压电路，用于缓慢降低栅极电压；

保护锁存复位电路，用于对缓慢降压的状态进行保护锁定，直至完全关断IGBT。

所述IGBT的工作控制电路包括IGBT正常开通部分和IGBT正常关断控制部分；

所述IGBT正常开通部分包括2N5401三极管Q10、MJD44H11三极管Q5、栅极驱动电阻RG；所述MJD44H11三极管Q5的基极接PWM驱动装置，所述MJD44H11三极管Q5的集电极接+15V TOP，所述MJD44H11三极管Q5的发射极通过栅极驱动电阻RG接IGBT的基极，所述IGBT的集电极接电源VCE，所述IGBT的发射极接地POWERGND。

所述IGBT正常关断控制部分包括2N5401三极管Q10、MJD45H11三极管Q8、栅极驱动电阻RG；所述MJD45H11三极管Q8的基极接PWM驱动装置，所述MJD45H11三极管Q8的集电极接-5V TOP，所述MJD45H11三极管Q8的发射极通过栅极驱动电阻RG接IGBT的基极，所述IGBT的集电极接电源VCE，所述IGBT的发射极接地POWERGND。

所述短路保护电路的工作控制电路，包括2N5401三极管Q10，所述2N5401三极管Q10的基极接PWM驱动装置，所述2N5401三极管Q10的集电极接地，所述2N5401三极管Q10的发射极通过电阻R12接+15V TOP。

所述短路保护电路的检测电路，包括BY203/20S二极管D2、稳压二极管DV2、电容C5和电阻R12，所述BY203/20S二极管D2的负极接IGBT的集电极，所述BY203/20S二极管D2的正极通过电阻R12接+15V TOP，所述BY203/20S二极管D2的正极还通过电容C5接地，所述BY203/20S二极管D2的正极还与稳压二极管DV2的负极连接，所述稳压二极管DV2的正极接缓慢降低栅极电压电路。