CN103973277B - 绝缘栅双极型晶体管的短路保护电路和方法 - Google Patents

Abstract

一种组件包括绝缘栅双极型晶体管（IGBT）、栅极驱动器和短路保护电路。其中，栅极驱动器用来给IGBT的栅极提供电源电压，短路保护电路包括用来判断所述IGBT是否发生短路的短路检测器、以及用来在所述短路检测器判断所述IGBT发生短路时调节所述电源电压的电源电压调节器。

Description

绝缘栅双极型晶体管的短路保护电路和方法

技术领域

本发明涉及一种对绝缘栅双极型晶体管（insulated gate bipolar transistor，IGBT）进行短路保护的电路和方法。

背景技术

IGBT是一种开关晶体管，可在开通状态时让功率流进入，在关断状态时阻断功率流。IGBT是一种固态器件，没有移动部件，其不是通过打开和闭合一个物理连接来实现开关的，而是通过向半导体元件施加一定电压以使其改变极性来达到建立或断开电气连接的功能。在预定的情况下，IGBT普遍用作继路器和变频器中的开关元件，通过开通和关断电子装置来控制和转换电能。

IGBT通常设计成既可在正常状况下也可在预定的过载条件下可靠地运作，一般而言，其对由反常操作引起的故障有一定的承受能力。然而，在故障时或短路状态下，IGBT可能遭受极高的冲击电流，短路电流可能达到额定电流的四倍，导致高电压和高电流同时施加到IGBT上。错误时或短路状态下的IGBT可能会遭受功率损耗，并导致热应力增加，这会损坏IGBT。因此，对IGBT进行短路保护非常重要。

现有的方法试图通过动态减少IGBT的栅极驱动器内的接通电阻（turn-onresistor）来降低在短路故障开始时的峰值电流，却并未降低稳定状态时的短路电流，导致故障发生时产生相当大的热量损失。

美国专利US6104149中描述了IGBT的另一种短路保护方法，通过在IGBT的发射极上串联分流电阻来整体降低短路电流，但在该方法中，不仅不能显著降低IGBT的功率损耗，串联的分流电阻还会增加功率损耗，导致IGBT模块的结点温度额外增加（若串联分流电阻嵌在IGBT模块内）。此外，该方法也无法对实际的栅极电压进行精确的控制。

基于这些理由及其他的原因，需要本发明实施例中的电路或方法对IGBT进行短路保护。

发明内容

本发明的一个实施例提供了一种组件，其包括绝缘栅双极型晶体管（IGBT）、栅极驱动器和短路保护电路。其中，栅极驱动器用来给IGBT的栅极提供电源电压，短路保护电路包括用来判断所述IGBT是否发生短路的短路检测器、以及用来在所述短路检测器判断所述IGBT发生短路时调节所述电源电压的电源电压调节器。

本发明的另一个实施例提供了一种对绝缘栅双极型晶体管（IGBT）进行短路保护的方法，该方法包括：判断IGBT是否发生短路；以及在判断出所述IGBT发生短路时降低施加到IGBT栅极的电源电压。

本发明的又一个实施例提供了一种对至少两个串连的绝缘栅双极型晶体管（IGBT）进行短路保护的方法，该方法包括：判断是否有IGBT发生短路；以及在判断出有IGBT发生短路时同步降低施加到所有IGBT栅极的电源电压。

附图说明

通过结合附图对于本发明的实施例进行描述，可以更好地理解本发明，在附图中：

图1为一种绝缘栅双极型晶体管（insulated gate bipolar transistor，IGBT）的示意图。

图2为一种IGBT的特性曲线，显示了对应不同的栅极-发射极电压（V_GE）时，集电极电流（I_C）随集电极-发射极电压（V_CE）变化的情况。

图3为一种包括IGBT和对该IGBT进行短路保护的短路保护电路的组件的一个实施例的电路图。

图4为一种包括多个串连的IGBT，且每一IGBT配有与图3中类似的短路保护电路的组件的电路图。

图5为另一种包括多个串连的IGBT，且每一IGBT配有与图3中类似的短路保护电路的组件的电路图。

图6为一种包括IGBT和对该IGBT进行短路保护的短路保护电路的组件的另一个实施例的电路图。

图7为一种包括多个串连的IGBT，且每一IGBT配有与图6中类似的短路保护电路的组件的电路图。

图8为另一种包括多个串连的IGBT，且每一IGBT配有与图6中类似的短路保护电路的组件的电路图。

图9显示了图8所示的组件根据本发明的一个实施例的一种具体实施方案的详细示意图。

图10为一种与图9所示的不同的V_CC调节器具体实施方案的电路图。

图11为一个实施例中操作含IGBT的组件的方法的流程图。

图12为另一个实施例中操作含IGBT的组件的方法的流程图。

图13为一个实施例中操作含多个串联的IGBT的组件的方法的流程图。

图14为另一个实施例中操作含多个串联的IGBT的组件的方法的流程图。

图15显示了没有短路保护电路的IGBT的短路行为曲线。

图16显示了具有本发明一个实施例的短路保护电路的IGBT的短路行为曲线。

具体实施方式

本发明实施例包括一种组件，其包括绝缘栅双极型晶体管（insulated gatebipolar transistor，IGBT）和短路保护电路，用来对所述IGBT进行保护以防止其因短路发生失效。当短路发生时，短路程度的高低取决于施加到IGBT的栅极电压的大小，栅极电压越小，短路电流会越小。由于栅极电压是直接由电源电压（驱动电压）提供的，电源电压的减小可导致栅极电压的减小。在所述组件中，短路保护电路通过在短路故障过渡过程中降低电源电压来降低施加到IGBT的栅极电压，从而降低短路电流。这样，短路故障过渡过程中IGBT的功率损耗也能显著减小。因此，短路条件下的IGBT强度和可靠性都能得到保证，并且IGBT的耐久性也能得到显著增强。

除非另作定义，权利要求书和说明书中使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属技术领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本发明专利申请说明书以及权利要求书中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。“一个”或者“一”等类似词语并不表示数量限制，而是表示存在至少一个。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现在“包括”或者“包含”前面的元件或者物件涵盖出现在“包括”或者“包含”后面列举的元件或者物件及其等同元件，并不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电气的连接，不管是直接的还是间接的。

本文中所述的所有电压是相对一个共同的参考点（或参考地，如图9中的接地符号所示）获得的，该参考点连接于IGBT的发射极。

如图1所示，IGBT一般包括三极：栅极（G）、发射极（E）和集电极（C），其集电极电流（I_C）随着栅极-发射极电压（V_GE）的降低而降低。图2中所示的曲线显示了一个实例中IGBT的I_C随着集电极-发射极电压（V_CE）变化的情况。如图所示，对于每一个具体的V_GE值，I_C先随着V_CE增大而增大，然后达到一个相对平稳的水平。短路电流的整体水平取决于IGBT的V_GE，I_C的整体水平会随着V_GE值的降低而降低。因此，在短路故障过渡过程中，可通过降低施加到IGBT栅极上的电压来降低短路电流。

图3提供了一种包括IGBT和短路保护电路的组件100。通过栅极驱动器102向所述IGBT的栅极施加一个电源电压（V_CC）来控制IGBT的开通和关断。所述短路保护电路包括IGBT短路检测器104，用来判断IGBT是否发生短路的，还包括V_CC调节器106，用来在检测器104判断IGBT发生短路时对V_CC进行调节，然后关断IGBT。具体而言，一旦检测到短路故障，就启动短路保护，让V_CC调节器106降低施加到IGBT的电源电压V_CC然后关闭IGBT。

在一个实施例中，所述IGBT短路检测器104包括一个可通过比较一个与IGBT的集电极-发射极电压成正比的检测电压和一个参考电压，来判断IGBT是否发生短路的电路。如果所述检测电压高于所述参考电压，检测器104将发出一个表示IGBT已发生短路的信号。所述IGBT短路检测器104可包括用来提供参考电压的参考电压源、连接于IGBT集电极的稳压电路和比较器，其中稳压电路用来提供一个与IGBT的集电极-发射极电压成正比（但一般远小于集电极-发射极电压）的检测电压，比较器用来比较所述检测电压和所述参考电压，并提供比较结果信号。在一个实施的具体例子中，所述IGBT短路检测器104可包括至少一个二极管、至少一个电阻、至少一个电容器和至少一个比较器（如运算放大器）（未在图3中显示）。

所述V_CC调节器106可为一种可基于电源提供的恒定电流来调节V_CC的电路。其可通过一个包括至少一个电容器、至少一个电阻、至少一个可控点开关、至少一个晶体管和至少一个基准电压发生器（未在图3中显示）的电路来实现。在一些实施例中，所述V_CC调节器106包括可从一个电源获得不止一个电压的分压器。其中分压器可包括一个或多个串连的电阻，这些串连的电阻形成两个终端接触点和一个或多个中间接触点，当电流流过所述一个或多个电阻时，可在不同的接触点之间获得不同的电压。有关分压器的更多细节将在下文中结合图9进行描述。在一些实施例中，所述V_CC调节器106包括至少两个基准电压发生器，用来分别提供一个较大的基准电压和一个较小的基准电压，该较大的基准电压和较小的基准电压可分别产生一个较大的电源电压和一个较小的电源电压，此类实施例的更多细节将在下文中结合图10进行描述。

在一些情况下，当可能会有很高的电能流通过用作开关的IGBT时，可将两个或多个IGBT串联起来用作一个单独的开关，以减小串连的IGBT中的每一个上的电压，从而避免由于高电能流导致的IGBT损坏。如图4所示，在一个示例性的组件210中，IGBT-1,IGBT-2…IGBT-n串联，与前文中描述的相似，每一IGBT配有栅极驱动器212和短路保护电路，其中短路保护电路包括短路检测器214和V_CC调节器216。

对于多个串连的IGBT，发生短路故障时可能会产生的问题是，不同IGBT之间的电压不平衡可能导致不同IGBT的短路保护的触发时间不同。为了防止由于短路保护触发时间的不同导致任意一个单独的IGBT超过其击穿电压，在一个实施例中，所述短路保护电路可在同一时间对所有的IGBT提供短路保护。这样，所有的IGBT在发生短路故障时同时关闭。这样的实施例的一个例子如图5所示，与图4所示的组件210相比，图5所示的组件220增加了信号分布装置218，用来在发生短路故障时使各IGBT的栅极关断电压（turn-off gatingvoltage）同步变化。当短路检测器214中的任何一个判断出IGBT发生短路时，所述信号分布装置218接收来自该短路检测器214的信号，并用该信号驱动所有IGBT的V_CC调节器216同步调节V_CC。也即，一旦所述串连的多个IGBT中的任意一个发生短路，所述信号分布装置218启动所有IGBT的V_CC调节器216同步降低V_CC，让所有IGBT同步断开。所述信号分布装置可包括系统控制器，如复杂可编程逻辑控制器件（complex programmable logic device，CPID）、可编程门阵列（field-programmable gate array，FPGA）或单片机（single chipmicrocomputer，SCM）。

电源电压V_CC的降低可导致短路电路降低。对于具有一个或多个串联的IGBT的电路而言，在短路故障时IGBT所能承受的能量和热量损失与电压应力和短路电流值的乘积成正比。降低短路电流可降低施加到IGBT的热应力，从而提高IGBT的耐久性和可靠性。此外，短路电流的降低还可降低启动短路保护时断开过程中的di/dt值，从而显著地降低断开过程中施加到IGBT上的电压应力。此处所述的di/dt是指在某一点处，如在t=0处电流相对时间变化的瞬时速率。因此，IGBT可在安全工作区间内操作且还有充分的余裕。

在通过比较与IGBT的集电极-发射极电压成正比的检测电压和参考电压进行判断是否发生短路故障的情况下，IGBT的断开也可能错误地引发短路保护，因为在断开状态的IGBT也具有较高的集电极-发射极电压。为了防止IGBT的断开错误地引发短路保护，可在上述的组件或电路中增设IGBT开/关状态检测器，来判断IGBT是否打开。在这样的实施例中，只有当IGBT打开时V_CC调节器才会响应短路检测器发出的相应信号降低V_CC。

比如，可在一个与图3所示的组件类似的组件中增加一个IGBT开/关状态检测器，从而获得如图6所示的组件300。在所述组件300中，栅极驱动器302用来向IGBT的栅极提供电源电压V_CC，IGBT短路检测器304用来判断IGBT是否发生短路，IGBT开/关状态检测器306用来判断IGBT是否打开，V_CC调节器308用来在开/关状态检测器306判断IGBT已打开且短路检测器304判断IGBT发生短路的情况下调节V_CC。

所述IGBT开/关状态检测器306可能是一种可通过比较一个连接于IGBT的栅极的节点处的检测电压和一个参考电压来判断IGBT是否已打开的电路。一旦所述检测电压低于所述参考电压，则发出一个信号表示所述IGBT已打开。

图7显示了一个组件410，其有两个或以上串联的IGBT，每个IGBT配置有一个具有IGBT开/关状态检测器的短路保护电路。在所述组件410中，IGBT-1、IGBT-2…IGBT-n串联，所述串联的IGBT中的每一个分别配有栅极驱动器412和包括IGBT短路检测器414、IGBT开/关状态检测器416和V_CC调节器418的短路保护电路，这些装置与前文中描述的类似。

在一种实施例中，所述短路保护电路可同时对图7所示的所有串连的IGBT提供短路保护。这种实施例的一个例子如图8所示，与图7所示的组件相比，图8所示的组件420增加了信号分布装置419，用来在发生短路故障时使各IGBT的栅极关断电压同步。所述信号分布装置419与各IGBT的短路检测器414、开/关状态检测器416和V_CC调节器418相连。在判断出所述IGBT中有任何一个已打开并发生了短路的情况下，信号分布装置419可驱动所有IGBT的V_CC调节器418同步调节V_CC。这样，如果任何一个处于打开状态的IGBT发生了短路故障，信号分布装置419就启动所有IGBT的V_CC调节器418同步调节其V_CC值。因此，可确保同时触发对所有串连的IGBT的短路保护，并在短路保护的过程中同时将所有串连的IGBT断开。

图9显示了图8所示的组件根据本发明的一个实施例的一种具体实施方案的详细示意图。如图9所示，一种组件500包括多个IGBT组件501，每一IGBT组件501包括IGBT、栅极驱动器503和短路保护电路505。所述多个IGBT组件共同连接到一个信号分布装置507上，该信号分布装置507用来实现对不同的IGBT的短路保护的启动和断开的同步。为了清楚显示和方便说明，图9仅显示出了一个IGBT组件501，其他IGBT组件与之类似，因此未在图中显示出来，也不再赘述。

在图示的IGBT组件501中，所述栅极驱动器503连接于IGBT的栅极，向栅极施加一电源电压来控制IGBT的开和关。图9所示的栅极驱动器503包括一个接通电阻509、一个P-通道金属氧化物半导体场效应晶体管（metal-oxide-semiconductor field-effecttransistor，MOSFET）511和一个N-通道MOSFET513。在操作的过程中，当开通逻辑信号（gating on logic signal）到达时，P-通道MOSFET511接通以让电源电压V_CC驱动接通电阻（turn-onresistor）509来驱动IGBT。IGBT的发射极连接于参考地，集电极与用来判断是否发生短路的短路检测器515相连接。

所述短路检测器515包括比较器517，该比较器517的正相输入端通过四个串连的二极管D1、D2、D3和D4连接于IGBT的集电极，反相输入端通过一个参考电压源519连接于所述参考地。在电源电压和比较器517的正相输入端之间连接有提升电阻521。在比较器517的正相输入端和参考地之间连接有电容器523。所述比较器517的输出端供给所述信号分布装置507。比较器517比较检测电压V_D和由参考电压源519产生的参考电压。当IGBT未发生短路时，V_D大约为零，低于参考电压，比较器517便输出一个否定信号，表明IGBT未发生短路；当IGBT发生短路时，其集电极-发射极电压增大到接近直流链电压的水平。二极管D1、D2、D3和D4反转，电源电压向电容器523充电，V_D逐渐增大至V_CC。当增大到与所述参考电压相等的比较阈值时，比较器517输出一个肯定的信号，表明IGBT已发生短路。

开/关状态检测器525连接于所述N-通道MOSFET513的栅极（电压为V_X），其包括比较器527，该比较器527的正相输入端连接在电容器531上，反相输入端通过一个参考电压源529连接到所述参考地。所述参考电压源529产生一个参考电压，作比较之用。在比较器527的正相输入端和所述参考地之间连接有电容器533。比较器527的输出端供给所述信号分布装置507。当向IGBT施加开通电压（gating-on voltage）时，P-通道MOSFET511导通以打开IGBT。所述电源电源V_CC施加到N-通道MOSFET513的栅极，打开N-通道MOSFET513，这样，V_X大约为零，低于参考电压源529产生的参考电压，比较器527便输出肯定信号，表明IGBT已打开。当向IGBT施加关断电压（gating-off voltage）时，IGBT被断开，VX与电源电压VCC大致相等，高于所述参考电压源529产生的参考电压，所述比较器527便输出否定信号，表明IGBT已断开。

所述信号分布装置507有一个输出端，连接到一个V_CC调节器535，该V_CC调节器535包括直流电源537、电容器538、可控电气开关539、开关驱动器541、基准电压产生器543、电阻R1、R2和R3、以及晶体管545。所述基准电压产生器543产生一个电压基准值V_K。在图示的实施例中，所述开关驱动器541连接在信号分布装置507的输出端，接收来自信号分布装置507的输出端的信号，以驱动所述与电阻R1并联的开关539在开通和关断的状态之间切换。当所述开关539关断时，电源电压V_CC可通过以下计算式算出：

V_CC=V_K*(R1+R2+R3)/R3

当所述开关539开通时，电源电压V_CC可通过以下计算式算出：

V_CC=V_K*(R2+R3)/R3

由于基准电压值V_K保持不变，分压比率（(R1+R2+R3)/R3或(R2+R3)/R3)）的改变最终引起电源电压的改变，其中该电源电压用来为IGBT驱动接通栅极电压。通过为电阻R1、R2和（或）R3选择合适的电阻值，线性稳压电源可变成调节后的电源电压V_CC输出值。因此，所述V_CC调节器535可调节电源电压V_CC，使其在以一个相对较高的值和一个相对较低的值之间变化，这样，可在判定IGBT已打开并发生了短路故障时将V_CC值降低。根据IGBT的特性，当V_CC值越低时，则IGBT的短路电流水平越低，因此，通过降低V_CC值可显著地降低IGBT的短路电流。

其他的IGBT组件（未图示）也以同样的方式连接至所述信号分布装置507。若任意一个IGBT组件中的短路检测器和开/关状态检测器的比较器均输出肯定信号，表明该组件中的IGBT已打开并发生了短路，则信号分布装置507驱动所有IGBT组件中的V_CC调节器同步降低V_CC值以保护IGBT，防止其因短路受损。

对于V_CC调节器，其可能有多种实施方案。比如，组件500中的V_CC调节器535可用另一种如图10所示的V_CC调节器565取代。所述V_CC调节器565包括直流电源567、电容器568、可控电气开关569、开关驱动器571、至少两个基准电压产生器573和575、以及晶体管577。所述开关驱动器571驱动开关569在所述基准电压产生器573和575之间切换。所述基准电压产生器573和575分别产生一个较高的基准电压V_K1和一个较低的基准电压V_K2，较高的基准电压可获得较高的电源电压V_CC值。因此，通过设计基准电压产生器573和575来提供合适的较高基准电压和较低基准电压，电源电压V_CC可在一个适合正常操作的较高值和一个适合短路条件的较低值之间切换。一旦检测到短路，可操作所述V_CC调节器565选择较低的V_CC值。

在另一方面，本发明实施例还提供了操作所述IGBT组件以对其中的IGBT进行短路保护的方法。图11显示了本发明的一个实施例中操作如图1所示的IGBT组件100以对该IGBT进行短路保护的方法710的流程图。在方法710中，在步骤711中操作一个包括IGBT的组件，在步骤712中检测所述IGBT的一个参数来判断该IGBT是否发生短路，若在步骤712中发现所述IGBT已发生短路，则在步骤713中降低施加到IGBT栅极的电源电压。

图12显示了本发明的一个实施例中操作如图6所示的IGBT组件300以对该IGBT进行短路保护的方法720的流程图。在方法720中，在步骤721中操作一个包括IGBT的组件，在步骤722中检测所述IGBT的一个参数来判断该IGBT是否已打开，在步骤723中判断该IGBT是否发生短路，若在步骤722发现所述IGBT已打开并在步骤723中发现所述IGBT已发生短路，则在步骤724中降低施加到IGBT栅极的电源电压。

图13显示了本发明的一个实施例中操作如图5所示的组件220以对其中的IGBT进行短路保护的方法730的流程图。在方法730中，在步骤731中操作一个包括多个串连的IGBT的组件，在步骤732中检测各IGBT判断是否有IGBT发生短路，若在步骤732发现任何一个IGBT发生短路，则在步骤733中同步降低施加到所有IGBT栅极的电源电压。

图14显示了本发明的一个实施例中操作如图8所示的组件420以对其中的IGBT进行短路保护的方法740的流程图。在方法740中，在步骤741中操作一个包括多个串连的IGBT的组件，在步骤742中检测各IGBT判断是否有IGBT已打开并发生了短路，若在步骤742发现任何一个IGBT已打开并发生了短路，则在步骤743中同步降低施加到所有IGBT栅极的电源电压。

为了证明所述短路保护方案的效果，试验比较了一个具有前述短路保护电路的IGBT和一个没有短路保护电路的IGBT的短路行为。

图15显示了一个没有短路保护电路的1700V/450A IGBT的短路行为曲线，可以看出，在发生短路时该IGBT上的电压（V_CE）约为900V，短路电流约为1750A，大约7.3微秒（us）后，IGBT断开。在IGBT断开时，由于产生的di/dt值较大，所述IGBT上的电压V_CE升至1545V左右。图16显示了具有短路保护电路的1700V/450A IGBT的短路行为曲线。由于栅极电压的降低，稳态时的短路电流降低至1050A，这可让短路过程中IGBT的热损失下降40%左右。在开通电压持续约7us之后，IGBT断开。由于短路电流已降至一个较低的水平，IGBT的电压峰值降低至1428V左右。因此，所述IGBT可在安全工作区间内操作且还有充分的余裕。

虽然结合特定的实施方式对本发明进行了说明，但本领域的技术人员可以理解，对本发明可以作出许多修改和变型。因此，要认识到，权利要求书的意图在于覆盖在本发明真正构思和范围内的所有这些修改和变型。

Claims (18)

1.一种组件，其包括：

绝缘栅双极型晶体管IGBT；

栅极驱动器，用来给IGBT的栅极提供电源电压；以及

短路保护电路，包括：

短路检测器，用来判断所述IGBT是否发生短路；以及

电源电压调节器，用来在所述短路检测器判断所述IGBT发生短路时调节所述电源电压,

其中所述电源电压调节器包括可基于由电源提供的恒定电流来调节电源电压的电路。

2.如权利要求1所述的组件，其中所述电源电压调节器用来在所述短路检测器判断所述IGBT发生短路时降低所述电源电压。

3.如权利要求1所述的组件，其中所述IGBT包括第一IGBT，所述栅极驱动器包括第一栅极驱动器，所述短路保护电路包括第一短路保护电路，所述组件进一步包括第二IGBT、第二栅极驱动器和第二短路保护电路，其中所述第一和第二IGBT串联。

4.如权利要求3所述的组件，其进一步包括信号分布装置，用来使所述第一和第二短路保护电路在判断出所述第一和第二IGBT中的任何一个发生短路时同步降低各IGBT的电源电压。

5.如权利要求1所述的组件，其中所述短路保护电路进一步包括开/关状态检测器，用来判断所述IGBT是否打开，其中所述电源电压调节器用来在所述短路检测器判断所述IGBT发生短路且所述开/关状态检测器判断所述IGBT已打开时降低电源电压。

6.如权利要求5所述的组件，其中所述开/关状态检测器包括可通过比较一个连接于所述IGBT的栅极的节点处的检测电压和一个参考电压来判断所述IGBT是否打开的电路。

7.如权利要求5所述的组件，其中所述IGBT包括第一IGBT，所述栅极驱动器包括第一栅极驱动器，所述短路保护电路包括第一短路保护电路，所述组件进一步包括第二IGBT、第二栅极驱动器和第二短路保护电路，其中所述第一和第二IGBT串联。

8.如权利要求7所述的组件，其进一步包括信号分布装置，用来使所述第一和第二短路保护电路在判断出所述第一和第二IGBT中的任何一个已打开并发生短路时同步降低各IGBT的电源电压。

9.如权利要求1所述的组件，其中所述短路检测器包括可通过比较一个与IGBT的集电极-发射极电压成正比的检测电压和一个参考电压来判断IGBT是否发生短路的电路。

10.如权利要求9所述的组件，其中所述短路检测器包括至少一个二极管、至少一个电阻、至少一个电容器和至少一个比较器。

11.如权利要求1所述的组件，其中所述电源电压调节器包括可从一个电源获得一个以上电压的分压器。

12.如权利要求1所述的组件，其中所述电源电压调节器包括至少两个基准电压发生器，分别提供较高的基准电压和较低的基准电压，用来分别获得较高的电源电压和较低的电源电压。

13.一种对绝缘栅双极型晶体管IGBT进行短路保护的方法，其包括：

判断IGBT是否发生短路；以及

在判断出所述IGBT发生短路的情况下降低施加到IGBT的栅极的电源电压,

其中所述降低电源电压是基于由电源提供的恒定电流来进行降低。

14.如权利要求13所述的方法，其中所述判断IGBT是否发生短路的步骤进一步包括判断IGBT是否打开，其中所述降低电源电压是在判断出所述IGBT打开并发生短路的情况下降低电源电压。

15.一种对至少两个串连的IGBT进行短路保护的方法，其包括：

判断是否有IGBT发生短路；以及

在判断出有IGBT发生短路的情况下同步降低施加到所有IGBT栅极的电源电压,

其中所述降低电源电压是基于由电源提供的恒定电流来进行降低。

16.如权利要求15所述的方法，其中判断是否有IGBT发生短路的步骤进一步包括判断可能发生短路的IGBT是否打开，其中所述降低电源电压是在判断出有IGBT打开并发生短路的情况下降低电源电压。

17.如权利要求13或15所述的方法，其中所述判断IGBT是否短路是通过比较一个与IGBT的集电极-发射极电压成正比的检测电压和一个参考电压来进行判断的。

18.如权利要求14或16所述的方法，其中所述判断IGBT是否打开是通过比较一个连接于IGBT的栅极的节点处的检测电压和一个参考电压来进行判断的。