[发明专利]一种IGBT功能复用的硬件软保护电路

权利要求书

1.一种IGBT功能复用的硬件软保护电路，其特征在于，包括：

IGBT软关断单元，包括依次连接的锁存器U2、数字隔离芯片U1、充电开关Q1和Q2；故障发生时，锁存器输出高电平，经过数字隔离芯片后，充电开关控制驱动芯片DESAT引脚充电，触发驱动芯片软关断保护，IGBT关断变缓；

副边PWM波形检测单元，采用数字隔离芯片将IGBT门极PWM信号传递回原边，DSP实时监控传递回的PWM信号占空比、周期数据是否与DSP发送的PWM信号保持一致；

驱动芯片DESAT功能检测单元，采用数字隔离芯片将DSP给定的高电平传递给充电开关，驱动副边MOS管导通给DESAT管脚充电，触发驱动芯片软关断保护；IGBT门极PWM信号通过隔离芯片反馈回原边，DSP检测该PWM信号若为低电平表明DESAT功能正常，否则为异常；

所述锁存器输出高电平依次串联的电阻R8、二极管D5输入到数字隔离芯片，数字隔离芯片输出端通过电阻R6驱动充电开关导通；充电开关包括PMOS管Q1和NMOS管Q2，NMOS管Q2的栅极连接电阻R6，漏极通过串联的电阻R3、电阻R1连接15V电压，源极接地；PMOS管Q1的栅极连接电阻R3，源极连接15V电压，漏极通过电容C9接地，电容C9连接驱动芯片DESAT引脚，15V给电容C9充电到DESAT阈值后触发驱动芯片实现软关断。

2.根据权利要求1所述的IGBT功能复用的硬件软保护电路，其特征在于，所述IGBT软关断单元还包括若干采集故障信号的二极管，各二极管阴极分别接各种故障信号输出端，阳极共接一个上拉电阻构成多输入或门，或门输出端通过滤波电路连接锁存器；所述故障信号包括至少包括过流、过压、过温、欠压，当有故障发生时对应的总故障信号为低电平，锁存器输入端也为低电平，锁存器输出高电平并锁存。

3.根据权利要求2所述的IGBT功能复用的硬件软保护电路，其特征在于，所述驱动芯片实现软关断的同时，锁存器输出的高电平连接到电平转换芯片的使能端，关闭所有的初级侧PWM信号传输，DSP同时检测该信号做相应软件处理；硬件故障触发软保护动作后，故障消除时，需要DSP给锁存器发出复位信号才能解除保护功能，复位信号经过电阻R15、电容C6滤波后输入到锁存器U2的复位端5脚。

4.根据权利要求3所述的IGBT功能复用的硬件软保护电路，其特征在于，所述副边PWM波形检测单元，在正常IGBT控制过程中，IGBT门极PWM驱动信号经过电阻R12、电阻R7分压和D2限幅后输入到数字隔离芯片U1的7脚，最后从数字隔离芯片U1的2脚输出到电阻R2，DSP通过检测电阻R2端的波形实现对副边PWM波形进行实时检测。

5.根据权利要求4所述的IGBT功能复用的硬件软保护电路，其特征在于，所述驱动芯片DESAT功能检测单元，在无高压输入前提下，低压上电后DSP发送PWM波形，同时DSP通过二极管D1给定高电平从数字隔离芯片U1的3脚输入，从6脚输出，驱动NMOS管Q2导通，从而PMOS管Q1导通，15V给电容C9充电到DESAT阈值后触发驱动芯片实现软关断；同时副边PWM波形经过电阻R12、电阻R7分压后经过数字隔离芯片、电阻R2到DSP，DSP检测该PWM信号是否被拉低，若拉低证明DESAT功能正常；若没有，证明DESAT功能异常。

6.根据权利要求3所述的IGBT功能复用的硬件软保护电路，其特征在于：所述IGBT软关断单元的软关断包括三种模式：

（1）上三桥软关断、下三桥硬关断；

（2）上三桥硬关断，下三桥软关断；

（3）三相桥全部软关断。

7.根据权利要求6所述的IGBT功能复用的硬件软保护电路，其特征在于：所述软关断三种模式中模式（1）、模式（2）对时序无要求；模式（3）需要通过配置RC延时控制时序：

1）对于上三桥先于下三桥软关断情况，必须保证上三桥软关断结束后再触发下三桥软关断；

2）对于下三桥先于上三桥软关断情况，必须保证下三桥软关断结束后再触发上三桥软关断。