[发明专利]具有IGBT退饱和保护功能的驱动信号互锁电路

说明书

本发明提供了一种具有IGBT退饱和保护功能的驱动信号互锁电路，包括驱动信号互锁模块、IGBT退饱和检测模块及IGBT退饱和保护模块、MCU控制单元控制单元控制单元、驱动模块、IGBT模组；MCU控制单元控制单元控制单元的输出端与驱动信号互锁模块的输入端电连接，驱动信号互锁模块和IGBT退饱和检测模块的输出端分别与IGBT退饱和保护模块的输入端电连接，IGBT退饱和保护模块的输出端与驱动模块的输入端电连接，驱动模块的输出端与IGBT模组的输入端电连接；IGBT模组的输出端分别与IGBT退饱和检测模块和电机的输入端电连接。本发明可以对上下桥的驱动信号进行互锁，确保IGBT上下桥之间不同时导通；同时，当发生IGBT退饱和故障时，可以直接关断IGBT的驱动信号从而保护IGBT。

技术领域

本发明涉及电机驱动技术领域，具体涉及一种具有IGBT 退饱和保护功能的驱动信号互锁电路。

背景技术

IGBT—绝缘栅双极型晶体管，是由BJT(双极结型晶体三极管)和MOSFET(绝缘栅型场效应管)组成的复合全控型- 电压驱动式-功率半导体器件,其具有自关断的特征。在实际应用中，IGBT是一个非通即断的开关。IGBT没有放大电压的功能，导通时可以看作导线，断开时当作开路。IGBT融合了BJT 和MOSFET的两种器件的优点，既具有MOSFET器件驱动功率小和开关速度快的优点，又具有BJT饱和压降低而容量大的优点，其频率特性介于MOSFET与功率晶体管之间，可正常工作于几十KHz频率范围内，在现代电力电子技术中得到了越来越广泛的应用，在较高频率的大、中功率应用中占据了主导地位。

IGBT正常工作时开通压降很低，且随集电极电流变化而微弱的变化，也就是饱和开通。当IGBT发生桥臂直通短路时，其集电极电流迅速上升直至达到4倍以上的某一值，不再上升，这个值就是退饱和点。此时C、E电压由饱和压降迅速升高至母线电压，门极电压与集电极电流呈线性关系，这就是退出饱和区进入线性区，也就是本文所说的IGBT退饱和。在发生退饱和时，IGBT上的功率损耗很大，该损耗会导致IGBT 结温迅速上升，如果不能在短时间内(一般为10us)将IGBT 关断，IGBT会因为过温发生炸管而无法正常工作，对用户安全也会造成危害。目前市面上采用的大部分为软件检测到发生退饱和故障，随后停止驱动信号输出使IGBT关断，这之间存在硬件信号的传递和软件处理的延时，有极大概率在发生退饱和故障时无法及时关断IGBT导致炸管。

目前在使用IGBT时，为避免出现上下桥臂同时导通损坏 IGBT模组的情况，一般由软件在程序中进行处理使同一相上下桥的驱动信号不同时为高从而使上下桥臂不同时导通。但是该种方法在实际应用过程中存在风险，如：MCU控制单元控制单元控制单元(微控制单元)工作不正常、电路延时等均会导致上下桥臂同时导通。

发明内容

本发明的目的就是针对现有技术的缺陷，提供一种具有 IGBT退饱和保护功能的驱动信号互锁电路。该电路可以对上下桥的驱动信号进行互锁，确保IGBT上下桥之间不同时导通。同时，当发生IGBT退饱和故障时，可以直接关断IGBT的驱动信号从而保护IGBT。

本发明提供了一种具有IGBT退饱和保护功能的驱动信号互锁电路，其特征在于包括驱动信号互锁模块、IGBT退饱和检测模块及IGBT退饱和保护模块、MCU控制单元控制单元控制单元、驱动模块、IGBT模组；MCU控制单元控制单元控制单元的输出端与驱动信号互锁模块的输入端电连接，驱动信号互锁模块和IGBT退饱和检测模块的输出端分别与IGBT退饱和保护模块的输入端电连接，IGBT退饱和保护模块的输出端与驱动模块的输入端电连接，驱动模块的输出端与IGBT模组的输入端电连接；IGBT模组的输出端分别与IGBT退饱和检测模块和电机的输入端电连接；

其中，MCU控制单元控制单元控制单元输出IGBT上桥和下桥的驱动信号至驱动信号互锁模块；当IGBT上桥和下桥的驱动信号均为高电平时，驱动信号互锁模块输出两路低电平信号；当IGBT上桥和下桥的驱动信号为一高电平一低电平或者均为低电平时，驱动信号互锁模块输出的IGBT上桥和下桥的驱动信号与输入信号同相；