[发明专利]一种用于防止ARM SHORT现象的逆变电路及方法

说明书

本发明公开了一种用于防止ARM SHORT现象的逆变电路，包括半桥模块，所述半桥模块包括上桥臂、下桥臂以及设置在两者之间的钳位电路；所述上桥臂包括第一电压驱动型器件以及与其进行反并联的第一二极管；所述下桥臂包括第二电压驱动型器件以及第二二极管；所述钳位电路包括第三二极管；所述第二二极管的正极与所述第二电压驱动型器件的第二极连接，负极与所述半桥模块的二次侧连接；所述第三二极管的正极同时与半桥模块的二次侧以及第一电压驱动型器件的第二极进行连接；所述第三二极管的负极与第二电压驱动型器件的第三极连接，并与第一电压驱动型器件的第一极相短接以构成短路。本发明的逆变电路使得在各种应用电路中避免直通现象的发生。

技术领域

本发明涉及逆变电路的技术领域，尤其涉及一种用于防止ARM SHORT现象的逆变电路及方法。

背景技术

逆变电路可用于构成各种交流电源，在工业的各个领域中已经得到广泛应用，一般包括半桥逆变电路和全桥逆变电路。

在将大功率的主动器件模块化的过程中，其逆变电路由各种模块化器件组成，包括半桥电路模块、全桥电路模块等。逆变电路最常见的是采用2个IGBT半桥模块构成全桥。由于IGBT是由栅极控制其开关模式的，当栅极-发射极的电压大于开启电压(一般为5V以上)时，IGBT开通；当栅极-发射极的电压小于开启电压，或小于0时，IGBT关断。

正常情况下，一个半桥模块的上桥臂开通时，下桥臂需处于关断状态。上桥臂关断时，下桥臂处于开通状态。如图1(a)，若上下侧的开关器件要正常驱动的话，电流要按照箭头线的方向流动，当虚线的电流方向换至实线的电流方向(实线的电流方向换至虚线的电流方向)，称之为换向，最终频繁交替的电流换向能够将能量传达到负载一侧。

但在实际中，当上桥臂IGBT导通时，由于一些外在原因(如栅极线过长或其他元器件的干扰等)，使得下桥臂的IGBT的栅极-发射极的电压大于开启电压，将造成下桥臂同时开通，从而发生上下直通现象(即电流从一个半桥模块的上桥臂直接流动到下桥臂)，如图1(b)。此外，在换向时，上桥臂正处于从开通到关断的过程中，并未完全关断，而下桥臂正处于从关断到开通的过程中，并未完全开通，若此时存在一些干扰，使得下桥臂在上桥臂未完全关断时而开通，就会发生上下直通的现象。上述的这种现象称为Arm Short，也叫上下桥臂直通现象，这种现象严重时，会不可避免的导致炸机和产品损坏。

为了解决这一问题，通常在模块外接元器件，但这种方法比较复杂，并且会影响整体电路的设计。

此外，虽然目前现有的电路设计中都会通过设计尽可能避免ARM short现象的发生，但是根据电子系统内使用环境的不同，越是大功率系统内越会产生各种干扰损坏器件的这个特点，在半导体业界中会销售和开发Rugged Type或ShortRated Type产品，即使如此也是不完美的。这也是半导体器件被频繁破坏的现实情况。因此需要一种更加简便的方法，既能避免ARM short现象，同时对电路本身的改造较小。

发明内容

本部分的目的在于概述本发明的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本申请的说明书摘要和发明名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和发明名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本发明的范围。

鉴于上述现有存在的问题，提出了本发明。

因此，本发明的其中一个目的是提出一种用于防止ARM SHORT现象的逆变电路，能够避免电路上下半桥直接导通造成的电路损坏现象。