[发明专利]一种功率半导体模块驱动信号死区监测方法

说明书

本发明提供了一种功率半导体模块驱动信号死区监测方法，其实现对IGBT驱动信号死区的实时监控和修正，避免了由主控制芯片故障导致的上下桥臂死区时间不足，从而避免上下桥臂直通，降低开关损。其在主控制芯片驱动信号与IGBT驱动电路之间，串入一片CPLD，CPLD内的程序监控主控制芯片驱动信号，监测到同一半桥IGBT上下桥臂驱动信号未设置死区或死区时间不足，CPLD将死区时间延长至预置的安全阈值后，再输出至IGBT驱动电路。

技术领域

本发明涉及半导体驱动的技术领域，具体为一种功率半导体模块驱动信号死区监测方法。

背景技术

在现代工业中，IGBT器件使用越来越广泛，为了确保可靠地使用IGBT，必须避免出现上桥臂、下桥臂直通现象，桥臂直通会产生额外的不必要功耗甚至热失控，可能会导致IGBT甚至整个逆变器出现故障。但由于IGBT并不是一个理想的开关，开通和关断时间并不是严格相同。为了避免桥臂直通，行业内通常设置死区时间控制机制，这样，可以避免由于不对称的开通和关断时间造成的桥臂直通现象。

然而，现有的死区时间为预设的固定值，其无法对IGBT驱动信号死区时间进行实时监控和修正，进而使得在运行过程中无法进行及时修正，一旦设定的死区时间存在缺陷，会导致上下桥臂直通、使得开关损耗增大。

发明内容

针对上述问题，本发明提供了一种功率半导体模块驱动信号死区监测方法，其实现对IGBT驱动信号死区的实时监控和修正，避免了由主控制芯片故障导致的上下桥臂死区时间不足，从而避免上下桥臂直通，降低开关损。

一种功率半导体模块驱动信号死区监测方法，其特征在于：其在主控制芯片驱动信号与IGBT驱动电路之间，串入一片CPLD，CPLD内的程序监控主控制芯片驱动信号，监测到同一半桥IGBT上下桥臂驱动信号未设置死区或死区时间不足，CPLD将死区时间延长至预置的安全阈值后，再输出至IGBT驱动电路。

其进一步特征在于：

其具体监控方法如下，驱动信号为高则该桥臂导通，驱动信号为低则该桥臂截止，定义上下桥臂都截止为状态1，上桥臂导通而下桥臂截止为状态2，上桥臂截止而下桥臂导通为状态3；

硬件上电后，CPLD始终监测主控制芯片输出的上下桥臂驱动信号的上升/下降沿；若任一驱动信号出现沿跳变，则将该驱动信号对应的标志位置1；

由其他状态跳入状态1后，累加器开始累加，若累加器未达到预置门限，则不响应主控制芯片驱动信号的上升/下降沿跳变；累加器达到预置门限后，死区计数完成，即已经实现了安全的死区时长，此时，若上桥臂的上升沿标志为1，则将该标志位清零，进入状态2；若下桥臂的上升沿标志为1，则将该标志位清零，进入状态3；

在状态2中，循环监测上桥臂的下降沿标志信号，若该标志置1，则将该标志位清零，进入状态1；

在状态3中，循环监测下桥臂的下降沿标志信号，若该标志置1，则将该标志位清零，进入状态1；

所述CPLD内设置有累加器，所述CPLD的程序内预设有和累加器比较的门限这个参数，所述累加器比较的门限进行修改，修改累加器比较的门限即修改死区的安全阈值。

采用本发明后，CPLD将死区时间延长至预置的安全阈值后，再将主控制芯片的驱动信号输出至IGBT驱动电路，从而避免IGBT桥臂直通，延长IGBT的使用寿命；其实现对IGBT驱动信号死区的实时监控和修正，避免了由主控制芯片故障导致的上下桥臂死区时间不足，从而避免上下桥臂直通，降低开关损。

附图说明

图1为本发明的状态设定图示；

图2为本发明的CPLD始终监测主控制芯片输出的上下桥臂驱动信号的上升/下降沿的程序内部标志设定图示；

图3为本发明监测方法流程图示。