[实用新型]一种绝缘栅双极型晶体管保护电路

说明书

技术领域

本实用新型涉及电力电子领域，尤其涉及一种绝缘栅双极型晶体管保护电路。

背景技术

绝缘栅双极型晶体管(IGBT，Insulated Gate BipolarTransistor)是变频传动产品的核心器件。由于具有低驱动功率，高载流密度的优点，IGBT在低功耗、大功率应用场合具有其它器件无法比拟的优势。同时IGBT的缺点是对工作环境要求较高，短路等故障会造成IGBT的损坏，因此IGBT保护电路伴随着IGBT工艺的变革不断发展，如图1中的IGBT保护电路，该保护电路通过检测电容C1两端的电压判断IGBT是否短路。当IGBT关断时，电容C1两端的电压一直小于短路阈值电压；当IGBT导通时，电容C1两端的电压等于TVS管(瞬态抑制二极管)Z1、Z2以及IGBT三者导通压降之和，当电容C1两端的电压大于所述短路阈值电压时，封锁脉冲并报出故障信号以此保护该IGBT。

但是现有的IGBT保护电路还是存在很多缺点，比如图1中的IGBT保护电路短路阈值电压调节范围有限，不够灵活。虽然图1中的保护电路可通过增加TVS的数量来提高短路阈值电压，但是TVS越多，反向恢复时间越长，最终导致对IGBT的短路保护时间增加，极易引起IGBT炸毁。同时，工作在高压下IGBT模块在开通和关断过程中，发射极和集电极间电压上升及下降较慢，容易误报短路故障，从而影响电路的正常工作。

实用新型内容

本实用新型的实施例提供了一种绝缘栅双极型晶体管保护电路，旨在解决现有的绝缘栅双极型晶体管保护电路存在短路预设阈值电压调节范围有限及易误报短路故障等问题。

本实用新型提供了一种绝缘栅双极型晶体管保护电路，该保护电路包括：第一分压单元、第二分压单元、第一比较单元和第二比较单元；所述第一分压单元连接于所述绝缘栅双极型晶体和所述第一比较单元之间，所述第二分压单元连接于所述第一比较单元和所述第二比较单元之间；

其特征在于，包括：第一分压单元、第二分压单元、第一比较单元和第二比较单元；所述第一分压单元连接于所述绝缘栅双极型晶体和所述第一比较单元之间，所述第二分压单元连接于所述第一比较单元和所述第二比较单元之间；

第一分压单元，用于获取所述绝缘栅双极型晶体管的集射极电压并分压后输出第一分压电压；

第一比较单元，接收所述第一分压电压，将所述第一分压电压与参考电压比较，输出第一电平信号；

第二分压单元，根据所述第一电平信号控制输出第二分压电压；

第二比较单元，接收所述第二分压电压，将所述第二分压电压与所述参考电压比较，输出第二电平信号，所述第二电平信号用于表征所述绝缘栅双极型晶体管是否短路。。

在本实用新型的绝缘栅双极型晶体管保护电路中，所述第一比较单元包括第一比较器，所述第二比较单元包括第二比较器；

所述第一分压单元分别与所述绝缘栅双极型晶体管的集电极和发射极连接，所述第二分压单元连接于工作电源；

所述第一比较器的同相端与所述第一分压单元的分压点连接，反相端用于接收参考电压，输出端与所述第二分压单元连接；

所述第二比较器的反相端与所述第二分压单元的分压点连接，同相端用于接收所述参考电压，输出端用于输出所述第二电平信号。

在本实用新型的绝缘栅双极型晶体管保护电路中，所述第二分压单元包括第一电阻、第一电容、第二电阻、第三电阻和开关控制单元，其中，所述开关控制单元用于根据所述绝缘栅双极型晶体管的门级电压执行导通或关断；

所述第一电阻的一端通过所述第二电阻与所述工作电源连接，另一端通过所述开关控制单元接地，其中，所述第一电阻与所述第二电阻的连接节点为所述第二分压单元的分压点；所述第一电容的一端连接至所述第二分压单元的分压点，另一端接地；所述第三电阻的一端连接至所述第二分压单元的分压点，另一端与所述第一比较器的输出端连接。

在本实用新型的绝缘栅双极型晶体管保护电路中，所述第一分压单元包括多个串联的电阻，所述第一分压单元的分压点形成于所述多个串联电阻中任意两个电阻之间。

在本实用新型的绝缘栅双极型晶体管保护电路中，所述第一分压单元的分压点位于所述多个串联的电阻组成的分压电路的弱电侧。

在本实用新型的绝缘栅双极型晶体管保护电路中，所述多个串联的电阻为阻值可调电阻。