CN102361319B - 基于驱动芯片的igbt短路保护检测电路 - Google Patents

Abstract

一种基于驱动芯片的IGBT短路保护检测电路，包括隔离驱动电路，隔离驱动电路包括隔离驱动芯片和第二电阻，隔离驱动芯片的输出引脚与第二电阻的一端连接，第二电阻的另一端与待检测IGBT的基极连接，隔离驱动芯片还包括输入引脚和过流检测引脚DESAT，输入引脚与上位机PWM驱动信号相连接，过流检测电路包括第一电阻、第一稳压管和第一二极管，过流检测引脚DESAT分别与第一电阻的一端和第一稳压管的阴极连接，第一电阻的另一端与正电源连接，第一稳压管的阳极与第一二极管的阴极连接，第一二极管的阳极与待检测IGBT的集电极连接。本发明IGBT短路保护的可靠性高，电路简单、可移植性较好。

Description

基于驱动芯片的IGBT短路保护检测电路

技术领域

本发明涉及一种IGBT短路保护电路。

背景技术

目前在大功率IGBT在大功率变频装置中应用广泛，但在IGBT的短路保护方面一直很难找到可靠性较高的方法，对于IGBT短路保护检测主要采用检测IGBT通态集射极电压Vce，判断其电压是否大于电压短路电流对应的电压值。目前在短路保护检测方面主要采用带短路保护的驱动芯片，如HCPL-316J、PC929，FOD8316等带短路保护的隔离驱动芯片，该类芯片含IGBT管集射极电压检测引脚DESAT，该引脚提供250uA的检测电流，并通过其Vce检测电路（参见图1）主要由串联电阻、正向超快恢复二极管组成或由几个串联的超快恢复二极管组成。

现有技术的IGBT短路保护检测电路的电路原理是，IGBT正常工作时通态集射极电压很低，当IGBT短路时电流迅速增加，使集射极电压大于其饱和压降，即短路保护检出，带IGBT短路保护的驱动芯片一般检测引脚电压阀值为7V，而IGBT短路电流对应集射极电压最大为3V左右，因此需采用串联电阻分压或采用多个二极管串联的方式。当IGBT短路时，驱动芯片检测引脚电压等于IGBT集射极电压和串联电阻分压或串联二极管的正向导通电压之和，芯片内部关断IGBT驱动输出，并通过FAULT引脚输出至上位机。

现有IGBT短路保护检测电路的缺点是：

1.检测电路输出电流小，电流值为250uA左右，极易受到IGBT器件开关动作的影响，对干扰抑制作用不强，易造成误报警现象。

2.电路较为复杂，需要很多器件，如采用二极管正向压降作为短路保护电路，一般需采用4个以上的二极管，而且对于不同等级的IGBT需采用不同的数量组合，且二极管的正向压降固定，不易调节其短路阈值。电路可移植较低。

3.由于驱动芯片的差异性，不同批次的芯片提供检测电流范围可在250±800uA之间，而在这个电流范围内二极管的正向压降变化也较大很难准确控制其检测的阈值。

发明内容

为了克服现有IGBT驱动芯片短路保护电路的电路复杂、可靠性低、可移植性差、电路调整困难的问题，本发明提供了一种电路简单、可靠性高、可移植性较好、稳定性高的基于驱动芯片的IGBT短路保护检测电路。

本发明的技术方案：

一种基于驱动芯片的IGBT短路保护检测电路，包括隔离驱动电路，所述隔离驱动电路包括隔离驱动芯片和第二电阻，所述隔离驱动芯片的输出引脚与第二电阻的一端连接，所述第二电阻的另一端与待检测IGBT的基极连接，所述隔离驱动芯片还包括输入引脚和过流检测引脚DESAT，所述输入引脚与上位机PWM驱动信号相连接，所述过流检测引脚DESAT与过流检测电路相连，所述过流检测电路包括第一电阻、第一稳压管和第一二极管，所述过流检测引脚DESAT分别与第一电阻的一端和第一稳压管的阴极连接，所述第一电阻的另一端与正电源连接，所述第一稳压管的阳极与第一二极管的阳极连接，所述第一二极管的阴极与待检测IGBT的集电极连接。

进一步，所述过流检测电路还包括第一电容，所述过流检测引脚DESAT与第一电容的一端连接，所述第一电容的另一端与接地端连接。

本发明的技术构思为：过流检测电路采用稳压管的稳压特性，通过改变不同规格的稳压管，可以很好的调节检测电压的稳定性，防止IGBT开关动作的干扰。

大功率变频装置通过本发明在IGBT过流保护基础上，通过对IGBT导通Vce电压大小判断，可以实现过流保护功能，并对IGBT进行迅速关断，对上位机进行过流报警反馈，避免IGBT由于过流而造成的烧毁，实现设备故障的智能判断，增强设备的可靠性。

现对于现有技术，本发明的优点和积极效果：1、增加了检测电路的电流，使的芯片提供的检测电流的大小所起的作用减小，避免了因检测电流的差异而造成的问题；2、通过调节上拉电阻的阻值可以调节检测电流的大小在稳压管的工作点附近，使电路整体的检测值更加稳定，可以很好的消除误报警；3、简易化了硬件电路的设计，成本低，可以通过改变稳压管的规格很好的控制检测IGBT短路电流的阈值，可以对不同规格的IGBT进行短路保护。

附图说明

图1是现有技术用于IGBT短路保护检测电路的原理图。

图2是本基于驱动芯片的IGBT短路保护检测电路的一个实施例的电路原理图。

图3是基于驱动芯片的IGBT短路保护检测电路的另一个实施例的电路原理图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步说明。

参照图2和图3，一种基于驱动芯片的IGBT短路保护检测电路，包括隔离驱动电路1，所述隔离驱动电路包括隔离驱动芯片U1和第二电阻R2，所述隔离驱动芯片U1的输出引脚与第二电阻R2的一端连接，所述第二电阻R2的另一端与待检测IGBT的基极连接，所述隔离驱动芯片U1还包括输入引脚和过流检测引脚DESAT，所述输入引脚与上位机PWM驱动信号相连接，所述IGBT短路保护检测电路还包括过流检测电路2，所述过流检测电路2包括第一电阻R1、第一稳压管Z1和第一二极管D1，所述过流检测引脚DESAT分别与第一电阻R1的一端和第一稳压管Z1的阴极连接，所述第一电阻的另一端与正电源连接，所述第一稳压管Z1的阳极与第一二极管D1的阳极连接，所述第一二极管D1的阴极与待检测IGBT的集电极连接。

所述过流检测电路2还包括第一电容C1，所述过流检测引脚DESAT与第一电容C1的一端连接，所述第一电容C1的另一端与接地端连接。

本实施例中，所述隔离驱动芯片输入端与上位机PWM输出连接，将PWM信号转化为可驱动IGBT的信号；所述隔离驱动电路驱动端通过栅极电阻与IGBT栅极相连接，所述过流保护检测电路与隔离驱动电路的Vce检测引脚相连。

大功率变频装置通过本发明在IGBT过流保护基础上，通过对IGBT导通Vce电压大小判断，可以实现过流保护功能，并对IGBT进行迅速关断，对上位机进行过流报警反馈，避免IGBT由于过流而造成的烧毁，实现设备故障的智能判断，增强设备的可靠性。

本说明书实施例所述的内容仅仅是对发明构思的实现形式的列举，本发明的保护范围的不应当被视为仅限于实施例所陈述的具体形式，本发明的保护范围也及于本领域技术人员根据本发明构思所能够想到的等同技术手段。

Claims (2)

1.一种基于驱动芯片的IGBT短路保护检测电路，包括隔离驱动电路，所述隔离驱动电路包括隔离驱动芯片和第二电阻，所述隔离驱动芯片的输出引脚与第二电阻的一端连接，所述第二电阻的另一端与待检测IGBT的基极连接，所述隔离驱动芯片还包括输入引脚和过流检测引脚DESAT，所述输入引脚与上位机PWM驱动信号相连接，其特征在于：所述IGBT短路保护检测电路还包括过流检测电路，所述过流检测电路包括第一电阻、第一稳压管和第一二极管，所述过流检测引脚DESAT分别与第一电阻的一端和第一稳压管的阴极连接，所述第一电阻的另一端与正电源连接，所述第一稳压管的阳极与第一二极管的阳极连接，所述第一二极管的阴极与待检测IGBT的集电极连接。

2.如权利要求1所述基于驱动芯片的IGBT短路保护检测电路，其特征在于：所述过流检测电路还包括第一电容，所述过流检测引脚DESAT与第一电容的一端连接，所述第一电容的另一端与接地端连接。

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