[发明专利]一种新型IGBT有源钳位保护电路

摘要

本发明提供一种新型绝缘栅双极晶体管IGBT集电极有源钳位保护电路，主要包括提供工作的电源、一个绝缘栅双极晶体管IGBT、过压信号反馈电路、电流信号放大电路、过压信号调节电路以及输出电路等；所述电流信号放大电路包括一个高电压摇摆率运算放大器，可以将绝缘栅双极晶体管IGBT集电极反馈回来的小电流信号转换为足以使双极型晶体管开通的电压信号。在绝缘栅双极晶体管IGBT关断过程中产生的电压尖峰信号通过瞬态抑制二极管反馈到主回路中，这样使瞬态抑制二极管的工作点得到有效优化，增强有源钳位的效果。

主权项

一种新型IGBT有源钳位保护电路，其特征在于，所述IGBT有源钳位保护电路主要包括：两个用于提供工作电压的电源VC+、VC‑，一个绝缘栅双极晶体管IGBT，一个过压信号反馈电路，电流信号放大电路，过压信号调节电路以及输出电路，所述绝缘栅双极晶体管IGBT，用于控制负载通断；所述过压信号反馈电路，用于将绝缘栅双极晶体管IGBT集电极C端关断时产生的过压信号反馈到主电路中来；所述电流信号放大电路，用于将过压信号反馈电路输入的小电流信号进行放大，并将放大后的信号反馈到主电路；所述过压信号调节电路，主要作用是当过压信号反馈电路中有比较大的反馈电压和反馈电流时，能帮助电流信号放大电路及时调整反馈电压值，将比较高的反馈电压降低；所述输出电路，用于直接驱动绝缘栅双极晶体管IGBT，主要由功率晶体管VT1、VT2，齐纳二极管D12、D16，以及电阻R14构成；所述过压信号反馈电路包括：瞬态电压抑制二极管D2、D3、D4、D5、D8、D9，肖特基二极管D1、D7，电阻R1、R3、R6、R9；其输入端接绝缘栅双极型晶体管IGBT的集电极C端，其输出端通过电阻R3、R6、R9接到主电路中；所述电流信号放大电路包括：开关二极管Q3、Q6,齐纳二极管D13、D14、D15，电阻R5、R12、R13，电容C2，快恢复二极管D10，功率MOSFET器件Q1，反相器U1B以及运算放大器U2；电流信号放大电路输入端是电阻R9两端的差分电压信号，其输出端直接接到主电路中；所述过压信号调节电路包括：齐纳二极管D11，快恢复二极管D6和MUR1,电阻R2、R4，电容C1，功率MOSFET器件Q1，以及反相器U1A，电路输入端接在电阻R6和电阻R9两端，电路输出端直接接到主电路中；所述输出电路包括：双极型晶体管VT1、VT2，齐纳二极管D12、D16，其中，双极型晶体管VT1的基极与双极型晶体管VT2的基极相连，并接到过压信号反馈电路的电阻R9；双极型晶体管VT1的集电极接电源VC+，晶双极型体管VT2的集电极接电源VC‑,双极型晶体管VT1和双极型晶体管VT2的发射极接到一起，齐纳二极管D16的阳极接到双极型晶体管VT1的发射极，阴极接电源VC+，齐纳二极管D12的阳极接电源VC‑,阴极接双极型晶体管VT2的发射极，双极型晶体管VT1的发射极接到绝缘栅双极晶体管IGBT的门极G。