[发明专利]一种功率模块的短路保护电路

说明书

本发明公开了一种功率模块的短路保护电路，包括：当功率模块短路时，检测电路生成短路故障信号；信号处理电路对短路故障信号依次进行识别、锁存；反馈控制电路根据锁存后的短路故障信号及驱动信号生成驱动输入级短路保护信号，构成第二级短路保护，根据所述驱动输入级短路保护信号及锁存的短路故障信号生成驱动输出级短路保护信号，构成第一级短路保护，驱动输出级短路保护信号控制功率模块关断；控制器根据识别后的短路故障信号进入中断程序，构成第三级短路保护；第一级短路保护反应速度大于第二级短路保护反应速度，第二级短路保护反应速度大于第三级短路保护反应速度，多重保护实现了功率模块的快速且可靠关断。

技术领域

本发明涉及电力电子技术领域，具体涉及一种功率模块的短路保护电路。

背景技术

近年来SiC MOSFET凭借着耐压等级高、耐温高以及损耗低等特点被广泛应用于电机驱动、开关电源以及并网逆变器中。为了保证SiC MOSFET稳定可靠的运行，设计出性能优良的短路保护电路十分重要。与传统硅IGBT相比，SiC MOSFET短路保护时间短，最大只有3us。目前存在的短路保护方法主要有退饱和短路检测法、电感检测法、门极电压检测法及基于罗氏线圈的短路检测法等。退饱和短路检测法是最常见也是用得最多的一种方法，但此电路很难实现SiC MOSFET 3us的快速保护，因为消隐时间设置的过短，消隐电容取值过小，会因SiC MOSFET开通过程中较大的dv/dt在寄生电容上产生的耦合电流引起误保护，快速性与抗干扰存在着矛盾，严重阻碍SiC MOSFET模块大功率实验的进行。除此之外，该方法必须使用带有退饱和检测管脚的驱动芯片才可以使用，而且保护充电电流以及保护阈值电压均不可调。电感检测法的不足是只适用于单管保护，应用范围受限。门极电压检测法以及基于罗氏线圈的短路检测法的不足都是电路结构复杂，控制算法繁琐以及可靠性差，不能应用于工业领域等。

发明内容

因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中的SiC MOSFET模块的短路保护电路动作慢、抗扰性差、电路结构复杂且可靠性差的缺陷，从而提供一种功率模块的短路保护电路。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

本发明实施例提供一种功率模块的短路保护电路，包括：检测电路、信号处理电路及反馈控制电路，其中，检测电路，其第一端与功率模块的控制端连接，其第二端与功率模块的第一端连接，其第三端与功率模块的第二端连接，其第四端及第五端均与外接电源连接，其第六端与信号处理电路的第一端连接，检测电路用于当功率模块短路时，基于功率模块的退饱和电压及外接电源电压，生成短路故障信号；信号处理电路，其第二端与反馈控制电路的第一端及第二端连接，其第三端与功率模块的控制器的输入端连接，其第四端及第五端与外接电源连接，控制器用于发出功率模块的驱动信号，信号处理电路用于对短路故障信号依次进行识别及锁存处理；反馈控制电路，其第三端与功率模块的控制器的输出端连接，其第四端及第五端与外接电源连接，反馈控制电路用于根据短路故障信号及驱动信号，生成驱动输入级短路保护信号，构成第二级短路保护，并根据驱动输入级短路保护信号及短路故障信号，生成驱动输出级短路保护信号，构成第一级短路保护，驱动输出级短路保护信号控制功率模块关断；经过识别的短路故障信号输送至控制器，控制器根据识别后的短路故障信号进入中断程序，构成第三级短路保护；第一级短路保护的反应速度大于第二级短路保护的反应速度，第二级短路保护的反应速度大于第三级短路保护的反应速度。