[发明专利]一种IGBT过流保护方法和装置

说明书

本发明公开了一种IGBT过流保护方法和装置，该方法包括：实时获取所述IGBT开通后的集射电压；根据预存的保护电压与时间曲线获取当前时刻的保护电压；判断当前时刻实时获取的所述集射电压是否大于或等于当前时刻的所述保护电压；当所述集射电压大于或等于所述保护电压时，触发所述IGBT驱动保护。由此，实现了根据时间(时间对应IGBT的工作阶段)设置相应的保护电压，从而在快速保护的同时保证了检测的可靠性。

技术领域

本发明涉及半导体功率器件技术领域，具体涉及一种IGBT过流保护方法和装置。

背景技术

绝缘栅双极晶体管IGBT是MOSFET与双极晶体管的复合器件。它既具有功率MOSFET输入阻抗高、工作速度快、易驱动的优点，又具有双极达林顿功率管GTO饱和电压低、电流容量大、耐压高等优点，能正常工作于几十KHz频率范围内，故在较高频率的大、中功率设备(如变频器、UPS 电源、高频焊机等)应用中占据了主导地位。

IGBT驱动器通常采用监测集射极电压Uce实现IGBT的过流保护，其原理是某一温度时IGBT的Uce随着IGBT电流的增加而增加，如图1所示。传统的IGBT驱动器一般只具有一段Uce电压检测功能，因此仅能实现一段过流检测与保护功能。通常该段Uce电压检测的阈值比较高，只有IGBT 发生严重过流故障时，保护才会起作用，但是该情况下IGBT承受过流的能力已经有限，要求IGBT驱动器快速保护IGBT，否则会出现IGBT损毁。然而，如果一味的追求快速保护而减少检测时间，则检测的可靠性会下降。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，现有的IGBT过流保护方法，难以在快速保护IGBT的同时保证检测的可靠性。

为此，本发明实施例提供了一种IGBT过流保护方法，包括：实时获取所述IGBT开通后的集射电压；根据预存的保护电压与时间曲线获取当前时刻的保护电压；判断当前时刻实时获取的所述集射电压是否大于或等于当前时刻的所述保护电压；当所述集射电压大于或等于所述保护电压时，触发所述IGBT驱动保护。

可选的，所述预存的保护电压与时间曲线由以下步骤获取：获取多个保护电压；获取对应每个所述保护电压的检测时间；根据所述多个保护电压及其检测时间获取多段保护阈值；组合所述多段保护阈值为台阶状曲线，以逐级逼近所述IGBT正常开通时的集射电压与时间曲线。

可选的，所述保护电压是所述IGBT的二倍到六倍额定电流所对应的集射电压。

可选的，所述获取对应每个所述保护电压的检测时间包括：为较低的所述保护电压获取较长的检测时间，为较高的所述保护电压获取较短的检测时间。

可选的，所述预存的保护电压与时间曲线由以下步骤获取：拟合所述IGBT正常开通时的集射电压与时间曲线；向上平移所拟合的正常开通时的集射电压与时间曲线。

可选的，所述平移后的曲线略高于所述IGBT正常开通时的集射电压与时间曲线。

可选的，所述拟合所述IGBT正常开通时的集射电压与时间曲线包括：通过数模转换器拟合所述IGBT正常开通时的集射电压与时间曲线。

本发明实施例还提供了一种IGBT过流保护装置，包括：集射电压采集单元，用于实时获取所述IGBT开通后的集射电压；保护电压获取单元，用于根据预存的保护电压与时间曲线获取当前时刻的保护电压；电压比较单元，用于将当前时刻实时获取的集射电压与当前时刻的保护电压进行比较，判断所述集射电压是否大于或等于所述保护电压；

驱动保护单元，用于当所述集射电压大于或等于所述保护电压时，触发所述IGBT驱动保护。