CN110196384A - 一种igbt器件故障实时检测电路 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种IGBT器件故障实时检测电路，包括IGBT器件、光耦驱动单元、IGBT故障检测单元、IGBT故障判断单元及报障单元；光耦驱动单元用于接收一预设脉冲信号，并对所述预设脉冲信号进行取反处理以将经取反处理后的预设脉冲信号发送至IGBT器件的栅极；IGBT故障检测单元用于根据IGBT器件的开通或关断对应采集第一或第二反馈信号到IGBT故障判断单元；IGBT故障判断单元用于根据第一或第二反馈信号以及预设脉冲信号判断IGBT器件是否能正常开通或关断，其中，若判断结果为所述IGBT器件不能正常开通或关断，输出故障检测信号到报障单元；报障单元用于根据故障检测信号或者VCE检测信号输出故障信号。
Description
技术领域
本发明涉及电力电子技术领域，更具体地涉及一种IGBT器件故障实时检测电路。
背景技术
目前，在电力电子技术领域中，IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor，绝缘栅双极型晶体管)是能源变换与传输的核心器件，俗称电力电子装置的“CPU"，其中，IGBT是由BJT(双极型三极管)和MOS(绝缘栅型场效应管)组成的复合全控型电压驱动式功率半导体器件，具有控制简单、驱动功率低、高输入阻抗、开关状态损耗小、开关速度快、较大的载流能力等优点，被广泛应用于风力发电、智能电网、航空航天、轨道交通、电动汽车与新能源装备等领域。因此，若能确保IGBT可靠、稳定地工作，便能确保配置有IGBT的产品可靠、稳定地工作。然而，在IGBT实际应用场景中，例如配置有IGBT的变流器一般工作在高电压、大电流状态，容易突生故障，此时，我们需要进行IGBT故障检测，其中，IGBT故障检测包括IGBT开断路检测以及短路检测。在现有方案中，IGBT开断路检测往往是在运行前进行检测；而在运行过程中，进行IGBT短路检测，并且这两部分电路是分开单独设计。在现有方案存在以下几点缺点，第一、IGBT开断路检测只在运行前检测，而在运行中不检测，缺乏实时性；第二、IGBT故障检测需要软件配合进行；第三、分开设计的IGBT开断路检测电路与IGBT短路检测电路导致IGBT故障检测电路对外的接线增多，增加了接线出错风险；第四、分开设计的IGBT开断路检测电路与IGBT短路检测电路导致IGBT故障检测电路设计臃肿，布局面积大；第五、制作成本增大。
因此，如何设计提供一种制作成本低且可以实时检测IGBT故障的检测电路，是本领域技术人员亟待解决的技术问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种IGBT器件故障实时检测电路，所述一种IGBT器件故障实时检测电路可以解决IGBT器件故障快速检测，通过设计IGBT器件故障实时检测电路这一硬件电路将IGBT的开断路检测功能与IGBT短路检测功能合并，可以有效地简化IGBT器件故障检测电路的电路拓扑，减少可能发生的故障点，降低IGBT器件故障实时检测电路的制作成本。
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种IGBT器件故障实时检测电路，其包括一IGBT器件、一光耦驱动单元、一IGBT故障检测单元、一IGBT故障判断单元以及一报障单元；所述光耦驱动单元的一输入端用于接收一预设脉冲信号，另一输入端与所述IGBT器件的集电极电性连接，一输出端与所述IGBT器件的栅极电性连接，另一输出端与所述报障单元的一输入端电性连接，所述光耦驱动单元用于对所述预设脉冲信号进行取反处理以将经取反处理后的预设脉冲信号发送至所述IGBT器件的栅极，还用于监测所述IGBT器件的VCE饱和压降以输出对应的VCE检测信号到所述报障单元；所述IGBT故障检测单元的输入端与所述IGBT器件的集电极电性连接，其输出端与所述IGBT故障判断单元的一输入端电性连接，用于根据所述IGBT器件的开通或关断对应输出第一或第二反馈信号到所述IGBT故障判断单元；所述IGBT故障判断单元的另一输入端用于接收所述预设脉冲信号，其输出端与所述报障单元的另一输入端电性连接，所述IGBT故障判断单元用于根据所述第一或第二反馈信号以及所述预设脉冲信号判断所述IGBT器件是否能正常开通或关断，其中，若判断结果为所述IGBT器件不能正常开通或关断，输出故障检测信号到所述报障单元；所述报障单元用于根据所述故障检测信号或者所述VCE检测信号输出故障信号以实现所述IGBT器件故障报障处理。
在本发明提供的一种IGBT器件故障实时检测电路中，所述光耦驱动单元包括一IGBT隔离门级驱动光电耦合器，所述IGBT隔离门级驱动光电耦合器的两CATHODE引脚相连并作为所述光耦驱动单元的一输入端以接收所述预设脉冲信号，所述IGBT隔离门级驱动光电耦合器的DESAT引脚作为所述光耦驱动单元的另一输入端与所述IGBT器件的集电极电性连接，所述IGBT隔离门级驱动光电耦合器的VOUT引脚作为所述光耦驱动单元的一输出端与所述IGBT器件的栅极电性连接，所述IGBT隔离门级驱动光电耦合器的一VS引脚作为所述光耦驱动单元的另一输出端与所述报障单元的一输入端电性连接。
在本发明提供的一种IGBT器件故障实时检测电路中，所述光耦驱动单元还包括第一电源以及第一滤波单元，其中，所述第一滤波单元包括第一电阻以及第一电容，所述第一电阻的一端连接至所述第一电源，所述第一电阻的另一端连接至所述第一电容的一端以及所述IGBT隔离门级驱动光电耦合器的ANODE引脚，所述第一电容的另一端连接至所述CATHODE引脚；所述光耦驱动单元还包括第二电源以及第二滤波单元，其中，所述第二滤波单元包括第二电容，所述第二电源连接至所述IGBT隔离门级驱动光电耦合器的FAULT引脚以及所述第二电容的一端，所述第二电容的另一端连接至所述VS引脚。
在本发明提供的一种IGBT器件故障实时检测电路中，所述预设脉冲信号为PWM信号，所述PWM信号由一控制板产生并发送至所述光耦隔离单元。
在本发明提供的一种IGBT器件故障实时检测电路中，所述IGBT故障检测单元包括一驱动电源以及一光耦芯片，所述光耦芯片的输入正端与所述驱动电源电性连接，其输入负端作为所述IGBT故障检测单元的输入端与所述IGBT器件的集电极电性连接，所述光耦芯片的输出端作为所述IGBT故障检测单元的输出端与所述IGBT故障判断单元的一输入端电性连接，其中，当所述IGBT器件开通时，所述驱动电源驱动所述光耦芯片的发光二极管导通，所述光耦芯片的光电三极管导通以采集第一反馈信号；当所述IGBT器件关断时，所述光耦芯片的发光二极管关断，其光电三极管关断以采集第二反馈信号。
在本发明提供的一种IGBT器件故障实时检测电路中，所述IGBT故障检测单元还包括第一二极管，所述第一二极管的阳极与所述光耦芯片的输入负端电性连接，其阴极作为所述IGBT故障检测单元的输入端与所述IGBT器件的集电极电性连接。
在本发明提供的一种IGBT器件故障实时检测电路中，所述IGBT故障判断单元包括一异或门单元以及一窄脉冲抑制单元，所述异或门单元的输出端与所述窄脉冲抑制单元的输入端电性连接，所述异或门单元的一输入端作为所述IGBT故障判断单元的一输入端以接收所述第一或第二反馈信号，其另一输入端作为所述IGBT故障判断单元的另一输入端以接收所述预设脉冲信号，所述异或门单元用于根据所述第一或第二反馈信号以及所述预设脉冲信号判断所述IGBT器件是否能正常开通或关断，其中，若判断结果为所述IGBT器件不能正常开通或关断，所述窄脉冲抑制单元的输出端作为所述IGBT故障判断单元的输出端输出所述故障检测信号，所述窄脉冲抑制单元用于抑制所述IGBT器件开通或关断时造成的电平一致的窄脉冲信号。
在本发明提供的一种IGBT器件故障实时检测电路中，所述异或门单元包括四个与非门，其中，第一与非门的一输入端与第二与非门的一输入端电性连接并作为所述异或门单元的一输入端以接收所述第一或第二反馈信号，第三与非门的一输入端与第二与非门的另一输入端电性连接并作为所述异或门的另一输入端以接收所述预设脉冲信号，所述第一与非门的另一输入端与所述第三与非门的另一输入端电性连接并连接至所述第二与非门的输出端，所述第一与非门的输出端与第四与非门的一输入端电性连接，所述第三与非门的输出端与第四与非门的另一输入端电性连接，所述第四与非门的输出端作为所述异或门单元的输出端与所述窄脉冲抑制单元的输入端电性连接。
在本发明提供的一种IGBT器件故障实时检测电路中，所述窄脉冲抑制单元包括第三滤波单元以及一具备施密特功能的非门，所述第三滤波单元的输入端作为所述窄脉冲抑制单元的输入端与所述异或门单元的输出端电性连接，所述第三滤波单元的输出端与所述非门的输入端电性连接，所述非门的输出端作为所述IGBT故障判断单元的输出端与所述报障单元的一输入端电性连接以输出所述故障检测信号。
在本发明提供的一种IGBT器件故障实时检测电路中，所述报障单元包括一或门，所述或门的一输入端作为所述报障单元的一输入端以接收所述故障检测信号，所述或门的另一输入端作为所述报障单元的另一输入端以接收所述VCE检测信号，所述或门的输出端作为所述报障单元的输出端以输出故障信号。
本发明实施例提供了一种IGBT器件故障实时检测电路。实施本发明实施例可以解决现有IGBT器件故障检测电路中无法实现IGBT器件故障实时检测的问题，还可以解决IGBT开断路检测以及短路检测电路分开单独设计造成的电路板布局面积大，对外接线易出错且制作成本大等问题。本实施例提供的一种IGBT器件故障实时检测电路通过对IGBT器件故障检测电路硬件电路方面进行改进将IGBT的开断路检测功能与IGBT短路检测功能合并，可以实现IGBT器件开断路故障以及短路故障的快速、实时检测，还可以有效地简化IGBT器件故障检测电路的电路拓扑，减少IGBT器件故障检测电路的对外接线，极大程度地避免可能发生的故障点，大大降低了IGBT器件故障实时检测电路的制作成本。本发明实施例所提供的一种IGBT器件故障实时检测电路包括一IGBT器件、一光耦驱动单元、一IGBT故障检测单元、一IGBT故障判断单元以及一报障单元；通过所述光耦驱动单元对其所接收的预设脉冲信号进行取反处理以将经取反处理后的预设脉冲信号发送至所述IGBT器件的栅极，以及监测所述IGBT器件的VCE饱和压降以输出对应的VCE检测信号到所述报障单元；从而所述IGBT故障检测单元可以根据IGBT器件的开通或关断对应采集第一或第二反馈信号到IGBT故障判断单元，进而所述IGBT故障判断单元可以根据第一或第二反馈信号以及预设脉冲信号判断IGBT器件是否能正常开通或关断，其中，若判断结果为所述IGBT器件不能正常开通或关断，输出故障检测信号到报障单元；报障单元用于根据故障检测信号或者VCE检测信号输出故障信号，以实现所述IGBT器件故障报障处理的目的，其中，该光耦驱动单元、IGBT故障检测单元、IGBT故障判断单元以及报障单元设计简洁，连线简单，其可行性较高，便于方案实施，且该一种IGBT器件故障实时检测电路具有故障检测精度高、成本低、占用资源少、扩展性强等优点。
通过以下的描述并结合附图，本发明将变得更加清晰，这些附图用于解释本发明的实施例。
附图说明
图1是本发明实施例提供的一种IGBT器件故障实时检测电路的结构框图；
图2是本发明实施例提供的一种IGBT器件故障实时检测电路的方框原理图；
图3是本发明实施例提供的一种IGBT器件故障实时检测电路的局部具体电路图；
图4是本发明实施例提供的一种IGBT器件故障实时检测电路的局部具体电路图；以及
图5是本发明实施例提供的一种IGBT器件故障实时检测电路的信号逻辑真值表。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，附图中类似的组件标号代表类似的组件。显然，以下将描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
应当理解，当在本说明书和所附权利要求书中使用时，术语“包括”和“包含”指示所描述特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件的存在，但并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或其集合的存在或添加。
还应当理解，在此本说明书中所使用的术语仅仅是出于描述特定实施例的目的而并不意在限制本发明。如在本发明说明书和所附权利要求书中所使用的那样，除非上下文清楚地指明其它情况，否则单数形式的“一”、“一个”及“该”意在包括复数形式，同理，复数形式的“多个”、“多路”也意在包括单数形式。
还应当进一步理解，在本说明书和所附权利要求书中使用的术语“和/或”是指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合，并且包括这些组合。
本发明提供了一种IGBT器件故障实时检测电路。所述IGBT器件故障实时检测电路包括一IGBT器件、一光耦驱动单元、一IGBT故障检测单元、一IGBT故障判断单元以及一报障单元；其中，所述光耦驱动单元的一输入端用于接收一预设脉冲信号，另一输入端与所述IGBT器件的集电极电性连接，一输出端与所述IGBT器件的栅极电性连接，另一输出端与所述报障单元的一输入端电性连接，所述光耦驱动单元用于对所述预设脉冲信号进行取反处理以将经取反处理后的预设脉冲信号发送至所述IGBT器件的栅极，还用于监测所述IGBT器件的VCE饱和压降以输出对应的VCE检测信号到所述报障单元；所述IGBT故障检测单元的输入端与所述IGBT器件的集电极电性连接，其输出端与所述IGBT故障判断单元的一输入端电性连接，用于根据所述IGBT器件的开通或关断对应输出第一或第二反馈信号到所述IGBT故障判断单元；所述IGBT故障判断单元的另一输入端用于接收所述预设脉冲信号，其输出端与所述报障单元的另一输入端电性连接，所述IGBT故障判断单元用于根据所述第一或第二反馈信号以及所述预设脉冲信号判断所述IGBT器件是否能正常开通或关断，其中，若判断结果为所述IGBT器件不能正常开通或关断，输出故障检测信号到所述报障单元；所述报障单元用于根据所述故障检测信号或者所述VCE检测信号输出故障信号以实现所述IGBT器件故障报障处理的目的，其中，通过设计光耦驱动单元、IGBT故障检测单元、IGBT故障判断单元以及报障单元可以将IGBT的开断路检测功能与IGBT短路检测功能合并，进而可以实现IGBT器件开断路故障以及短路故障的快速、实时检测，还可以有效地简化IGBT器件故障检测电路的电路拓扑，减少IGBT器件故障检测电路的对外接线，极大程度地避免可能发生的故障点，大大降低了IGBT器件故障实时检测电路的制作成本，解决了现有IGBT器件故障检测电路中无法实现IGBT器件故障实时检测的问题，还可以解决因IGBT开断路检测以及短路检测电路分开单独设计而造成的电路面积大，对外接线多且制作成本大等问题，而且本发明实施例电路简单，实现成本低，扩展性较高，具有较高的易用性和实用性。
请参见图1，其是本发明实施例提供的一种IGBT器件故障实时检测电路的结构框图。如图1所示，所述IGBT器件故障实时检测电路100应用于电力电子产品的IGBT器件的驱动保护，所述IGBT器件不限于逆变IGBT器件、制动IGBT器件以及整流IGBT器件，具体用于实现IGBT器件开断路故障以及短路故障的快速、实时检测。所述IGBT器件故障实时检测电路100包括一IGBT器件11、一光耦驱动单元12、一IGBT故障检测单元13、一IGBT故障判断单元14以及一报障单元15。
所述光耦驱动单元12的一输入端用于接收一预设脉冲信号，另一输入端与所述IGBT器件11的集电极C电性连接，一输出端与所述IGBT器件11的栅极G电性连接，另一输出端与所述报障单元15的一输入端电性连接，所述光耦驱动单元12用于对所述预设脉冲信号进行取反处理以将经取反处理后的预设脉冲信号发送至所述IGBT器件11的栅极G，还用于监测所述IGBT器件11的VCE饱和压降以输出对应的VCE检测信号到所述报障单元15。具体地，在一实施例中，所述预设脉冲信号为PWM信号，所述PWM信号由一控制板产生并发送至所述光耦驱动单元12，具体地，所述PWM信号由所述控制板的上位机产生，所述上位机可以为数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)。
所述IGBT故障检测单元13的输入端与所述IGBT器件11的集电极C电性连接，其输出端与所述IGBT故障判断单元14的一输入端电性连接，用于根据所述IGBT器件11的开通或关断对应输出第一或第二反馈信号到所述IGBT故障判断单元14；所述IGBT故障判断单元14的另一输入端用于接收所述预设脉冲信号，其输出端与所述报障单元15的另一输入端电性连接，所述IGBT故障判断单元14用于根据所述第一或第二反馈信号以及所述预设脉冲信号判断所述IGBT器件11是否能正常开通或关断，其中，若判断结果为所述IGBT器件11不能正常开通或关断，输出故障检测信号到所述报障单元15；所述报障单元15用于根据所述故障检测信号或者所述VCE检测信号输出故障信号，进而将该故障信号输入到一控制板，以实现所述IGBT器件11故障报障处理。
所述IGBT器件故障实时检测电路100通过设计光耦驱动单元12、IGBT故障检测单元13、IGBT故障判断单元14以及报障单元15可以将IGBT的开断路检测功能与IGBT短路检测功能合并，进而可以实现IGBT器件开断路故障以及短路故障的快速、实时检测，其中，所述IGBT短路包括IGBT内部短路以及IGBT外部短路，所述外部短路也称为桥臂短路，其中，所述IGBT内部短路为由于IGBT器件本身原因而导致的内部短路，所述IGBT桥臂短路为由于电路中IGBT器件以外的元器件短路造成的IGBT短路。
请参见图2～图4，图2是本发明实施例提供的一种IGBT器件故障实时检测电路的方框原理图；图3是本发明实施例提供的一种IGBT器件故障实时检测电路的局部具体电路图；图4是本发明实施例提供的一种IGBT器件故障实时检测电路的局部具体电路图。
如图2～4所示，在一实施例中，所述光耦驱动单元12包括一IGBT隔离门级驱动光电耦合器121，所述IGBT隔离门级驱动光电耦合器121的两CATHODE引脚相连并作为所述光耦驱动单元12的一输入端以接收所述预设脉冲信号PWM，所述IGBT隔离门级驱动光电耦合器121的DESAT引脚作为所述光耦驱动单元12的另一输入端与所述IGBT器件11的集电极C电性连接，所述DESAT引脚用于实时监测所述IGBT器件11集电极C与发射极E的饱和电压，即实时监测所述IGBT器件11的VCE饱和压降，所述IGBT隔离门级驱动光电耦合器121的VOUT引脚作为所述光耦驱动单元12的一输出端与所述IGBT器件11的栅极G电性连接，所述VOUT引脚用于输出经所述光耦隔离单元12取反处理后的预设脉冲信号以驱动所述IGBT器件11开通或关断，所述IGBT隔离门级驱动光电耦合器121的一VS引脚作为所述光耦驱动单元12的另一输出端与所述报障单元15的一输入端电性连接，所述VS引脚用于当监测到所述IGBT器件11的VCE饱和压降超过VCE检测阈值时，所述VS引脚输出第一VCE检测信号到所述报障单元15；当监测到所述IGBT器件11的VCE饱和压降不超过VCE检测阈值时，所述VS引脚输出第二VCE检测信号到所述报障单元15。具体地，所述VCE检测阈值为触发IGBT隔离门级驱动光电耦合器121的VCE检测功能的动作阈值，可例如为7V，所述第一VCE检测信号可例如为1，所述第二VCE检测信号可例如为0，具体可例如，若检测到所述IGBT器件11的VCE饱和压降超过7V，则所述VS引脚输出信号为1的VCE检测信号，以向所述控制板报警，进而可以及时、准确处理所述IGBT器件11的故障问题，即触发了所述IGBT隔离门级驱动光电耦合器121的VCE检测功能。另外，在一实施例中，所述IGBT隔离门级驱动光电耦合器121为高度集成的智能门极驱动光电耦合器U1，该高度集成的智能门极驱动光电耦合器U1具有有源米勒钳位、欠压锁定、故障和UVLO状态反馈以及去饱和检测等集成保护功能。具体地，该高度集成的智能门极驱动光电耦合器U1包括但不限于ACPL-329J芯片、ACPL-352J芯片、ACPL-336J芯片、ACPL-333J芯片、ACPL-332J芯片、ACPL-331J芯片、ACPL-335J芯片、ACPL-339J芯片、ACPL-337J芯片。其中，若高度集成的智能门极驱动光电耦合器U1为ACPL-329J芯片，所述高度集成的智能门极驱动光电耦合器U1包括16个引脚，所述16引脚分别为1引脚VS，2引脚VCC1，3引脚FAULT，4引脚VS，5引脚CATHODE，6引脚ANODE，7引脚ANODE，8引脚CATHODE，9引脚VEE，10引脚Vclamp，11引脚VOUT，12引脚VEE，13引脚VCC4，14引脚DESAT，15引脚VLED，16引脚VE。其中，3引脚FAULT为故障输出端子，11引脚VOUT为驱动输出端子，14引脚DESAT为饱和压降检测端子。
在一实施例中，所述光耦驱动单元12还包括第一电源VCC1以及第一滤波单元122，其中，所述第一滤波单元122包括第一电阻R1以及第一电容C1，所述第一电阻R1的一端连接至所述第一电源VCC1，所述第一电阻R1的另一端连接至所述第一电容C1的一端以及所述IGBT隔离门级驱动光电耦合器121的ANODE引脚，所述第一电容C1的另一端连接至所述CATHODE引脚。其中，预设脉冲信号即PWM信号从控制板的上位机发送并输出到所述光耦隔离单元12，具体地，所述上位机可例如为数字信号处理器DSP，由于数字信号处理器DSP输出信号一般不能直接连接到所述IGBT隔离门级驱动光电耦合器121的输入端，因为所述IGBT隔离门级驱动光电耦合器121的驱动电流较小，容易产生误触发信号，并且电路可能存在干扰信号导致所述IGBT器件11的栅极G误触发，因此，需要在该IGBT隔离门级驱动光电耦合器121的输入端配置一信号滤波整形电路，具体地，在本实施例中，在该IGBT隔离门级驱动光电耦合器121的输入端设置第一滤波单元122，所述第一滤波单元122用于抑制所述PWM信号中的窄脉冲，以避免误触发。
所述光耦驱动单元12还包括第二电源VCC2以及第二滤波单元123，其中，所述第二滤波单元123包括第二电容C2，所述第二电源VCC2连接至所述IGBT隔离门级驱动光电耦合器121的FAULT引脚以及所述第二电容C2的一端，所述第二电容C2的另一端连接至所述VS引脚。其中，当IGBT隔离门级驱动光电耦合器121的DESAT引脚监测到所述IGBT器件11的VCE饱和压降超过VCE检测阈值时，可判断结果为所述IGBT器件11发生故障，所述VS引脚输出第一VCE检测信号到所述报障单元15，此时需要在该IGBT隔离门级驱动光电耦合器121的输出端配置信号滤波整形电路，即在该IGBT隔离门级驱动光电耦合器121的输出端设置第二滤波单元123，所述第二滤波单元123用于滤除所述VS引脚的震荡信号，以得到稳定的第一VCE检测信号FO1。
所述IGBT故障检测单元13包括一驱动电源VCC3以及一光耦芯片U2，所述光耦芯片U2的输入正端与所述驱动电源VCC3电性连接，其输入负端作为所述IGBT故障检测单元13的输入端与所述IGBT器件11的集电极C电性连接，所述光耦芯片U2的输出端作为所述IGBT故障检测单元13的输出端与所述IGBT故障判断单元14的一输入端电性连接，其中，所述IGBT故障检测单元13用于检测所述IGBT器件11是否能正常开通、关断，所述IGBT器件11的驱动电路是否正常工作以及所述驱动电源VCC3是否正常等，即具体用于根据所述IGBT器件11的开通或关断对应输出第一或第二反馈信号BF1到所述IGBT故障判断单元14，具体地，当所述IGBT器件11开通时，所述驱动电源VCC3驱动所述光耦芯片U2的发光二极管导通，所述光耦芯片U2的光电三极管导通以采集第一反馈信号，表明所述IGBT器件11能开通，其中，所述第一反馈信号可例如为1；当所述IGBT器件11关断时，所述光耦芯片U2的发光二极管关断，其光电三极管关断以采集第二反馈信号，表明所述IGBT器件11能关断，其中，所述第二反馈信号可例如为0。
所述IGBT故障检测单元13还包括第一二极管D1，所述第一二极管D1的阳极与所述光耦芯片U2的输入负端电性连接，其阴极作为所述IGBT故障检测单元13的输入端与所述IGBT器件11的集电极C电性连接。
其中，在另一实施例中，所述IGBT器件故障实时检测电路100还包括第二二极管D2以及第三二极管D3，具体地，所述第二二极管D2的阳极连接至所述IGBT故障检测单元13的输入端以及所述第三二极管D3的阴极，即与所述第一二极管D1的阴极相连接，所述第二二极管D2的阴极连接至所述IGBT器件11的集电极C；所述第三二极管D3的阳极连接至所述IGBT隔离门级驱动光电耦合器121的DESAT引脚。所述第一二极管D1，第二二极管D2以及第三二极管D3均起到限流保护作用。
在又一实施例中，所述IGBT器件故障实时检测电路100还包括第五电压源VCC5，第八电阻R8，第九电阻R9，第九电容C9以及稳压二极管D4，其中，所述第三二极管D3的阳极连接至所述第八电阻R8的一端，所述第八电阻R8的另一端与所述第九电阻R9的一端相连并连接至所述IGBT隔离门级驱动光电耦合器121的DESAT引脚，所述第五电压源VCC5连接至所述第九电阻R9的另一端，所述第八电阻R8的另一端还连接至所述第九电容C9的一端，所述第九电容C9的另一端接地，所述稳压二极管D4与所述第九电容C9并联。
所述IGBT故障判断单元14包括一异或门单元141以及一窄脉冲抑制单元142，所述异或门单元141的输出端与所述窄脉冲抑制单元142的输入端电性连接，所述异或门单元141的一输入端作为所述IGBT故障判断单元14的一输入端以接收所述第一或第二反馈信号BF1，其另一输入端作为所述IGBT故障判断单元14的另一输入端以接收所述预设脉冲信号PWM，所述异或门单元141用于根据所述第一或第二反馈信号BF1以及所述预设脉冲信号PWM判断所述IGBT器件11是否能正常开通或关断，其中，若判断结果为所述IGBT器件11不能正常开通或关断，所述窄脉冲抑制单元142的输出端作为所述IGBT故障判断单元14的输出端输出所述故障检测信号OUT1，所述窄脉冲抑制单元142用于抑制所述IGBT器件11开通或关断时造成的电平一致的窄脉冲信号。
所述异或门单元141包括四个与非门U3a、U3b、U3c、U3d，其中，第一与非门U3a的一输入端与第二与非门U3b的一输入端电性连接并作为所述异或门单元141的一输入端以接收所述第一或第二反馈信号BF1，第三与非门U3c的一输入端与第二与非门U2b的另一输入端电性连接并作为所述异或门141的另一输入端以接收所述预设脉冲信号PWM，所述第一与非门U3a的另一输入端与所述第三与非门U3b的另一输入端电性连接并连接至所述第二与非门U3b的输出端，所述第一与非门U3a的输出端与第四与非门U3d的一输入端电性连接，所述第三与非门U3c的输出端与第四与非门U3d的另一输入端电性连接，所述第四与非门U3d的输出端作为所述异或门单元141的输出端与所述窄脉冲抑制单元142的输入端电性连接。所述异或门单元141用于实现所述IGBT器件11是否能正常开通或关断的判断。在所述IGBT器件11正常工作的情况下，所述预设脉冲信号即PWM信号与所述第一或第二反馈信号BF1信号为取反信号，但当两者的电平一致时，即判定产生故障。因此，通过所述异或门单元141可以实现所述IGBT器件11是否能正常开通或关断的判断，即通过所述异或门单元141来检测判断所述PWM信号与所述第一或第二反馈信号BF1是否为取反信号，若所述PWM信号与所述第一或第二反馈信号BF1为取反信号，则判断结果为所述IGBT器件11能正常开通或关断；若所述PWM信号与所述第一或第二反馈信号BF1为相同信号，则判断结果为所述IGBT器件11不能正常开通或关断。
所述窄脉冲抑制单元142包括第三滤波单元142a以及一具备施密特功能的非门U4，所述第三滤波单元142a的输入端作为所述窄脉冲抑制单元142的输入端与所述异或门单元141的输出端电性连接，所述第三滤波单元142a的输出端与所述非门U4的输入端电性连接，所述非门U4的输出端作为所述IGBT故障判断单元14的输出端与所述报障单元15的一输入端电性连接以输出所述故障检测信号OUT1。所述窄脉冲抑制单元142用于把所述IGBT器件11开通或关断的上升沿、下降沿以及传输延时造成电平一致的窄脉冲信号抑制掉，进而保证所述异或门单元141能准确地判断出所述IGBT器件11发生故障，提高所述IGBT器件故障实时检测电路100的故障检测准确性。具体地，所述第三滤波单元142a用于消除干扰信号，提高抗干扰能力。所述非门U4具备施密特功能，当加在所述非门U4的输入端A的电压逐渐上升到一预设电压阈值时，其输出端Y会突然从高电平跳到低电平，而当输入端A的电压下降到另一预设电压阈值时，其输出端Y会从低电平跳到高电平。其中，具备施密特功能的非门存在两个预设电压阈值V-high以及V-low，当输入电压高于V-high时输出低电平；当输入电压低于V-low时输出高电平，即当输入端A的输入电压大于V-high时，输出端Y为低电平，输出故障检测信号OUT1，以向所述控制板报警，进而可以及时、准确处理所述IGBT器件11的故障问题。
所述报障单元15包括一或门U5，所述或门U5的一输入端作为所述报障单元15的一输入端以接收所述故障检测信号OUT1，所述或门U5的另一输入端作为所述报障单元15的另一输入端以接收所述VCE检测信号FO1，所述或门U5的输出端作为所述报障单元15的输出端以输出故障信号BF2。所述报障单元15用于同时监控所述IGBT器件11的开断路、短路故障信号与所述IGBT器件11的桥臂短路信号，其中，所述IGBT器件11的桥臂短路信号为所述IGBT器件11的外部电路发生短路的信号，即所述IGBT器件11的外部故障信号，即所述报障单元15用于同时监控故障检测信号OUT1与VCE检测信号FO1，只要故障检测信号OUT1与VCE检测信号FO1中任意一个信号发生高电平故障，就能报出故障信号BF2，进而发送到所述控制板的数字信号处理器DSP做故障处理。通过所述报障单元15既能确保所述IGBT器件11的短路信号能快速地报出来，又能把故障检测信号OUT1与VCE检测信号FO1这两个信号简化归一。其中，当报出的所述故障信号BF2为高电平，则表示所述IGBT器件11有损坏或者所述IGBT器件的外部电路有短路的情况，所述控制板应马上封锁脉冲。
在上述实施例中，本发明实施例提供了一种IGBT器件故障实时检测电路，所述IGBT器件故障实时检测电路包括一IGBT器件、一光耦驱动单元、一IGBT故障检测单元、一IGBT故障判断单元以及一报障单元；其中，通过所述光耦驱动单元对其所接收的预设脉冲信号进行取反处理以将经取反处理后的预设脉冲信号发送至所述IGBT器件的栅极，以及监测所述IGBT器件的VCE饱和压降以输出对应的VCE检测信号到所述报障单元；从而所述IGBT故障检测单元可以根据IGBT器件的开通或关断对应采集第一或第二反馈信号到IGBT故障判断单元，进而所述IGBT故障判断单元可以根据第一或第二反馈信号以及预设脉冲信号判断IGBT器件是否能正常开通或关断，其中，若判断结果为所述IGBT器件不能正常开通或关断，输出故障检测信号到报障单元；报障单元用于根据故障检测信号或者VCE检测信号输出故障信号，以实现所述IGBT器件故障报障处理的目的。实施本发明实施例可以解决现有IGBT器件故障检测电路中无法实现IGBT器件故障实时检测的问题，还可以解决IGBT开断路检测以及短路检测电路分开单独设计造成的电路板布局面积大，对外接线易出错且制作成本大等问题。本发明实施例所提供的一种IGBT器件故障实时检测电路通过对光耦驱动单元、IGBT故障检测单元、IGBT故障判断单元以及报障单元等的创新逻辑组合，实现IGBT故障的实时检测，即IGBT开通、关断都能做到实时检测；同时也能解决IGBT短路快速检测，不耽误IGBT短路故障封锁脉冲；即将IGBT的开断路检测功能与IGBT短路检测功能合并，可以实现IGBT器件开断路故障以及短路故障的快速、实时检测。本发明还可以有效地简化IGBT器件故障检测电路的电路拓扑，减少IGBT器件故障检测电路的对外接线，极大程度地避免可能发生的故障点，大大降低了IGBT器件故障实时检测电路的制作成本。此外，该光耦驱动单元、IGBT故障检测单元、IGBT故障判断单元以及报障单元设计简洁，连线简单，其可行性较高，便于方案实施，且该一种IGBT器件故障实时检测电路还具备故障检测精度高、占用资源少、扩展性强等优点，具有较高的易用性和实用性。
请参见图1～图5，其中，图5是本发明实施例提供的一种IGBT器件故障实时检测电路的信号逻辑真值表。下面详细说明本发明提供的一种IGBT器件故障实时检测电路100的工作原理。
所述IGBT器件故障实时检测电路100应用于电力电子产品的IGBT器件的驱动保护，所述IGBT器件不限于逆变IGBT器件、制动IGBT器件以及整流IGBT器件，具体用于实现IGBT器件开断路故障以及短路故障的快速、实时检测。所述IGBT器件故障实时检测电路100包括一IGBT器件11、一光耦驱动单元12、一IGBT故障检测单元13、一IGBT故障判断单元14以及一报障单元15。
其中，所述光耦驱动单元12的一输入端用于接收一预设脉冲信号PWM，另一输入端与所述IGBT器件11的集电极C电性连接，一输出端与所述IGBT器件11的栅极G电性连接，另一输出端与所述报障单元15的一输入端电性连接，所述光耦驱动单元12用于对所述预设脉冲信号PWM进行取反处理以将经取反处理后的预设脉冲信号发送至所述IGBT器件11的栅极G，还用于监测所述IGBT器件11的VCE饱和压降以输出对应的VCE检测信号到所述报障单元15。所述IGBT故障检测单元13的输入端与所述IGBT器件11的集电极C电性连接，其输出端与所述IGBT故障判断单元14的一输入端电性连接，用于根据所述IGBT器件11的开通或关断对应输出第一或第二反馈信号到所述IGBT故障判断单元14；所述IGBT故障判断单元14的另一输入端用于接收所述预设脉冲信号，其输出端与所述报障单元15的另一输入端电性连接，所述IGBT故障判断单元14用于根据所述第一或第二反馈信号以及所述预设脉冲信号判断所述IGBT器件11是否能正常开通或关断，其中，若判断结果为所述IGBT器件11不能正常开通或关断，输出故障检测信号到所述报障单元15；所述报障单元15用于根据所述故障检测信号或者所述VCE检测信号输出故障信号，进而将该故障信号输入到一控制板，以实现所述IGBT器件11故障报障处理。
IGBT正常工作：如图1～5所示，由所述控制板的上位机产生一预设脉冲信号并发送到所述光耦隔离单元12以及所述IGBT故障判断单元14，具体地，所述预设脉冲信号为PWM信号，所述PWM信号具体可例如为一占空比为50％的PWM波，即将所述控制板的上位机产生的一占空比为50％的PWM波持续发送到所述光耦隔离单元12以及所述IGBT故障判断单元14，若所述IGBT器件11正常工作，所述IGBT故障检测单元13正常地反馈所述IGBT器件11的开通或关断信号，即所述IGBT故障判断单元14可以持续采集到第一或第二反馈信号BF1以及PWM信号，所述IGBT故障判断单元14的异或门单元141根据所述BF1信号与所述PWM信号做异或逻辑，以判断所述IGBT器件11是否能正常开通或关断，其中，若判断结果为所述BF1信号与所述PWM信号的信号相异，表明所述IGBT器件11正常工作，此时所述IGBT故障判断单元14输出的故障检测信号OUT1为0；具体可例如为，若PWM信号为1，经所述光耦隔离单元12的信号取反处理后，此时取反后的PWM信号为0，输出取反后的PWM信号到所述IGBT器件11的栅极G，所述IGBT器件11关断，此时所述IGBT故障检测单元13的光耦芯片U2的发光二极管关断，其光电三极管关断以采集第二反馈信号，其中，所述第二反馈信号为0，即所述IGBT故障检测单元13输出BF1信号为0，所述异或门单元141根据所述BF1信号与所述PWM信号做异或逻辑，可得所述异或门单元141的输出信号OUT为1，所述输出信号OUT经窄脉冲抑制单元142处理可得到故障检测信号OUT1，此时故障检测信号OUT1为低电平，表明所述IGBT器件11能正常关断。同理，若PWM信号为0，经所述光耦隔离单元12的信号取反处理后，此时取反后的PWM信号为1，输出取反后的PWM信号到所述IGBT器件11的栅极G，所述IGBT器件11开通，此时所述IGBT故障检测单元13的光耦芯片U2的发光二极管开通，其光电三极管开通以采集第一反馈信号，其中，所述第一反馈信号为1，即所述IGBT故障检测单元13输出BF1信号为1，所述异或门单元141根据所述BF1信号与所述PWM信号做异或逻辑，可得所述异或门单元141的输出信号OUT为1，所述输出信号OUT经窄脉冲抑制单元142处理可得到故障检测信号OUT1，此时故障检测信号OUT1为低电平，表明所述IGBT器件11能正常开通。
IGBT开断路：如图1～5所示，由所述控制板的上位机产生一预设脉冲信号并发送到所述光耦隔离单元12以及所述IGBT故障判断单元14，具体地，所述预设脉冲信号为PWM信号，所述PWM信号具体可例如为一占空比为50％的PWM波，即将所述控制板的上位机产生的一占空比为50％的PWM波持续发送到所述光耦隔离单元12以及所述IGBT故障判断单元14，若所述IGBT器件11发生开断路故障，所述IGBT故障检测单元13无法正常反馈所述IGBT器件11的开通或关断信号，即所述IGBT故障判断单元14只能采集到第二反馈信号以及PWM信号，所述IGBT故障判断单元14的异或门单元141根据所述第二反馈信号与所述PWM信号做异或逻辑，以判断所述IGBT器件11是否能正常开通或关断，其中，若判断结果为所述BF1信号与所述PWM信号的信号相同，表明所述IGBT器件11发生开断路故障，此时所述IGBT故障判断单元14输出的故障检测信号OUT1为1；具体可例如为，若PWM信号为0，经所述光耦隔离单元12的信号取反处理后，此时取反后的PWM信号为1，输出取反后的PWM信号到所述IGBT器件11的栅极G，此时所述IGBT器件11因发生开断路故障而无法开通，即此时所述IGBT故障检测单元13的光耦芯片U2的发光二极管关断，其光电三极管关断以采集第二反馈信号，其中，所述第二反馈信号为0，即所述IGBT故障检测单元13输出BF1信号为0，所述异或门单元141根据所述BF1信号与所述PWM信号做异或逻辑，可得所述异或门单元141的输出信号OUT为0，所述输出信号OUT经窄脉冲抑制单元142处理可得到故障检测信号OUT1，此时故障检测信号OUT1为高电平，表明所述IGBT器件11发生开断路故障。此外，若PWM信号为1，经所述光耦隔离单元12的信号取反处理后，此时取反后的PWM信号为0，输出取反后的PWM信号到所述IGBT器件11的栅极G，此时所述IGBT器件11因发生开断路故障而关断，即此时所述IGBT故障检测单元13的光耦芯片U2的发光二极管关断，其光电三极管关断以采集第二反馈信号，其中，所述第二反馈信号为0，即所述IGBT故障检测单元13输出BF1信号为0，所述异或门单元141根据所述BF1信号与所述PWM信号做异或逻辑，可得所述异或门单元141的输出信号OUT为1，所述输出信号OUT经窄脉冲抑制单元142处理可得到故障检测信号OUT1，此时故障检测信号OUT1为低电平，而若此时所述VCE检测信号FO1为0，则通过故障检测信号OUT1以及VCE检测信号FO1均无法检测到故障信号BF2，无法确定所述IGBT器件11是否发生开断路故障，此时，只需等到下一个PWM信号为0时，即可正常检测，即当下一个PWM信号为0时，若所述IGBT器件11确实是发生开断路故障，则可以检测到高电平的故障信号BF2。由于所述报障单元15为或门U5，因此，输入到所述报障单元15的故障检测信号OUT1或者VCE检测信号FO1中只要存在一个检测信号为高电平，即可实时地得到一个高电平的故障信号，进而可以及时进行所述IGBT器件11的故障处理。
IGBT短路：如图1～5所示，由所述控制板的上位机产生一预设脉冲信号并发送到所述光耦隔离单元12以及所述IGBT故障判断单元14，具体地，所述预设脉冲信号为PWM信号，所述PWM信号具体可例如为一占空比为50％的PWM波，即将所述控制板的上位机产生的一占空比为50％的PWM波持续发送到所述光耦隔离单元12以及所述IGBT故障判断单元14，若所述IGBT器件11发生内部短路故障，所述IGBT故障检测单元13无法正常反馈所述IGBT器件11的开通或关断信号，即所述IGBT故障判断单元14只能采集到第一反馈信号以及PWM信号，所述IGBT故障判断单元14的异或门单元141根据所述第一反馈信号与所述PWM信号做异或逻辑，以判断所述IGBT器件11是否能正常开通或关断，其中，若判断结果为所述BF1信号与所述PWM信号的信号相同，表明所述IGBT器件11发生短路故障，此时所述IGBT故障判断单元14输出的故障检测信号OUT1为1；具体可例如为，若PWM信号为1，经所述光耦隔离单元12的信号取反处理后，此时取反后的PWM信号为0，输出取反后的PWM信号到所述IGBT器件11的栅极G，此时所述IGBT器件11因发生短路故障而无法关断，即此时所述IGBT故障检测单元13的光耦芯片U2的发光二极管开通，其光电三极管开通以采集第一反馈信号，其中，所述第一反馈信号为1，即所述IGBT故障检测单元13输出BF1信号为1，所述异或门单元141根据所述BF1信号与所述PWM信号做异或逻辑，可得所述异或门单元141的输出信号OUT为0，所述输出信号OUT经窄脉冲抑制单元142处理可得到故障检测信号OUT1，此时故障检测信号OUT1为高电平，表明所述IGBT器件11发生短路故障。此外，若PWM信号为0，经所述光耦隔离单元12的信号取反处理后，此时取反后的PWM信号为1，输出取反后的PWM信号到所述IGBT器件11的栅极G，此时所述IGBT器件11因发生短路故障而无法关断，即此时所述IGBT故障检测单元13的光耦芯片U2的发光二极管开通，其光电三极管开通以采集第一反馈信号，其中，所述第一反馈信号为1，即所述IGBT故障检测单元13输出BF1信号为1，所述异或门单元141根据所述BF1信号与所述PWM信号做异或逻辑，可得所述异或门单元141的输出信号OUT为1，所述输出信号OUT经窄脉冲抑制单元142处理可得到故障检测信号OUT1，此时故障检测信号OUT1为低电平，而若此时所述VCE检测信号FO1为0，则通过故障检测信号OUT1以及VCE检测信号FO1均无法检测到故障信号BF2，无法确定所述IGBT器件11是否发生短路故障，此时，只需等到下一个PWM信号为1时，即可正常检测，即当下一个PWM信号为1时，若所述IGBT器件11确实是发生短路故障，则可以检测到高电平的故障信号BF2。由于所述报障单元15为或门U5，因此，输入到所述报障单元15的故障检测信号OUT1或者VCE检测信号FO1中只要存在一个检测信号为高电平，即可实时地得到一个高电平的故障信号，进而可以及时进行所述IGBT器件11的故障处理。
IGBT桥臂短路：如图1～5所示，由所述控制板的上位机产生一预设脉冲信号并发送到所述光耦隔离单元12以及所述IGBT故障判断单元14，具体地，所述预设脉冲信号为PWM信号，所述PWM信号具体可例如为一占空比为50％的PWM波，即将所述控制板的上位机产生的一占空比为50％的PWM波持续发送到所述光耦隔离单元12以及所述IGBT故障判断单元14，若所述IGBT器件11发生外部短路故障，其中，将因所述IGBT器件11以外的元器件或者其他问题而发生的短路故障称为IGBT外部短路故障，也可以称为IGBT桥臂短路故障，所述IGBT故障检测单元13无法正常反馈所述IGBT器件11的开通或关断信号，所述光耦隔离单元12通过监控所述IGBT器件11的集电极C与发射极E的饱和电压实现所述IGBT器件11的桥臂短路故障报障，其中，当检测到VCE饱和电压不超过VCE检测阈值时，所述光耦隔离单元12的VS引脚输出对应的VCE检测信号FO1到所述报障单元15，其中，所对应的VCE检测信号FO1为0；当检测到VCE饱和电压超过VCE检测阈值时，所述光耦隔离单元12的VS引脚输出对应的VCE检测信号FO1到所述报障单元15，其中，所对应的VCE检测信号FO1为1，由于所述报障单元15为或门U5，因此，输入到所述报障单元15的故障检测信号OUT1或者VCE检测信号FO1中只要存在一个检测信号为高电平，即可实时地得到一个高电平的故障信号，进而可以及时进行所述IGBT器件11的故障处理。
以上结合较佳实施例对本发明进行了描述，但本发明并不局限于以上揭示的实施例，而应当涵盖各种根据本发明的本质进行的修改。
Claims (10)
1.一种IGBT器件故障实时检测电路，其特征在于，包括：一IGBT器件、一光耦驱动单元、一IGBT故障检测单元、一IGBT故障判断单元以及一报障单元；
所述光耦驱动单元的一输入端用于接收一预设脉冲信号，另一输入端与所述IGBT器件的集电极电性连接，一输出端与所述IGBT器件的栅极电性连接，另一输出端与所述报障单元的一输入端电性连接，所述光耦驱动单元用于对所述预设脉冲信号进行取反处理以将经取反处理后的预设脉冲信号发送至所述IGBT器件的栅极，还用于监测所述IGBT器件的VCE饱和压降以输出对应的VCE检测信号到所述报障单元；
所述IGBT故障检测单元的输入端与所述IGBT器件的集电极电性连接，其输出端与所述IGBT故障判断单元的一输入端电性连接，用于根据所述IGBT器件的开通或关断对应输出第一或第二反馈信号到所述IGBT故障判断单元；所述IGBT故障判断单元的另一输入端用于接收所述预设脉冲信号，其输出端与所述报障单元的另一输入端电性连接，所述IGBT故障判断单元用于根据所述第一或第二反馈信号以及所述预设脉冲信号判断所述IGBT器件是否能正常开通或关断，其中，若判断结果为所述IGBT器件不能正常开通或关断，输出故障检测信号到所述报障单元；所述报障单元用于根据所述故障检测信号或者所述VCE检测信号输出故障信号以实现所述IGBT器件故障报障处理。
2.根据权利要求1所述的IGBT器件故障实时检测电路，其特征在于：所述光耦驱动单元包括一IGBT隔离门级驱动光电耦合器，所述IGBT隔离门级驱动光电耦合器的两CATHODE引脚相连并作为所述光耦驱动单元的一输入端以接收所述预设脉冲信号，所述IGBT隔离门级驱动光电耦合器的DESAT引脚作为所述光耦驱动单元的另一输入端与所述IGBT器件的集电极电性连接，所述IGBT隔离门级驱动光电耦合器的VOUT引脚作为所述光耦驱动单元的一输出端与所述IGBT器件的栅极电性连接，所述IGBT隔离门级驱动光电耦合器的一VS引脚作为所述光耦驱动单元的另一输出端与所述报障单元的一输入端电性连接。
3.根据权利要求2所述的IGBT器件故障实时检测电路，其特征在于：所述光耦驱动单元还包括第一电源以及第一滤波单元，其中，所述第一滤波单元包括第一电阻以及第一电容，所述第一电阻的一端连接至所述第一电源，所述第一电阻的另一端连接至所述第一电容的一端以及所述IGBT隔离门级驱动光电耦合器的ANODE引脚，所述第一电容的另一端连接至所述CATHODE引脚；所述光耦驱动单元还包括第二电源以及第二滤波单元，其中，所述第二滤波单元包括第二电容，所述第二电源连接至所述IGBT隔离门级驱动光电耦合器的FAULT引脚以及所述第二电容的一端，所述第二电容的另一端连接至所述VS引脚。
4.根据权利要求1所述的IGBT器件故障实时检测电路，其特征在于：所述预设脉冲信号为PWM信号，所述PWM信号由一控制板产生并发送至所述光耦隔离单元。
5.根据权利要求1所述的IGBT器件故障实时检测电路，其特征在于：所述IGBT故障检测单元包括一驱动电源以及一光耦芯片，所述光耦芯片的输入正端与所述驱动电源电性连接，其输入负端作为所述IGBT故障检测单元的输入端与所述IGBT器件的集电极电性连接，所述光耦芯片的输出端作为所述IGBT故障检测单元的输出端与所述IGBT故障判断单元的一输入端电性连接，其中，当所述IGBT器件开通时，所述驱动电源驱动所述光耦芯片的发光二极管导通，所述光耦芯片的光电三极管导通以采集第一反馈信号；当所述IGBT器件关断时，所述光耦芯片的发光二极管关断，其光电三极管关断以采集第二反馈信号。
6.根据权利要求5所述的IGBT器件故障实时检测电路，其特征在于：所述IGBT故障检测单元还包括第一二极管，所述第一二极管的阳极与所述光耦芯片的输入负端电性连接，其阴极作为所述IGBT故障检测单元的输入端与所述IGBT器件的集电极电性连接。
7.根据权利要求1所述的IGBT器件故障实时检测电路，其特征在于：所述IGBT故障判断单元包括一异或门单元以及一窄脉冲抑制单元，所述异或门单元的输出端与所述窄脉冲抑制单元的输入端电性连接，所述异或门单元的一输入端作为所述IGBT故障判断单元的一输入端以接收所述第一或第二反馈信号，其另一输入端作为所述IGBT故障判断单元的另一输入端以接收所述预设脉冲信号，所述异或门单元用于根据所述第一或第二反馈信号以及所述预设脉冲信号判断所述IGBT器件是否能正常开通或关断，其中，若判断结果为所述IGBT器件不能正常开通或关断，所述窄脉冲抑制单元的输出端作为所述IGBT故障判断单元的输出端输出所述故障检测信号，所述窄脉冲抑制单元用于抑制所述IGBT器件开通或关断时造成的电平一致的窄脉冲信号。
8.根据权利要求7所述的IGBT器件故障实时检测电路，其特征在于：所述异或门单元包括四个与非门，其中，第一与非门的一输入端与第二与非门的一输入端电性连接并作为所述异或门单元的一输入端以接收所述第一或第二反馈信号，第三与非门的一输入端与第二与非门的另一输入端电性连接并作为所述异或门的另一输入端以接收所述预设脉冲信号，所述第一与非门的另一输入端与所述第三与非门的另一输入端电性连接并连接至所述第二与非门的输出端，所述第一与非门的输出端与第四与非门的一输入端电性连接，所述第三与非门的输出端与第四与非门的另一输入端电性连接，所述第四与非门的输出端作为所述异或门单元的输出端与所述窄脉冲抑制单元的输入端电性连接。
9.根据权利要求7所述的IGBT器件故障实时检测电路，其特征在于：所述窄脉冲抑制单元包括第三滤波单元以及一具备施密特功能的非门，所述第三滤波单元的输入端作为所述窄脉冲抑制单元的输入端与所述异或门单元的输出端电性连接，所述第三滤波单元的输出端与所述非门的输入端电性连接，所述非门的输出端作为所述IGBT故障判断单元的输出端与所述报障单元的一输入端电性连接以输出所述故障检测信号。
10.根据权利要求1所述的IGBT器件故障实时检测电路，其特征在于：所述报障单元包括一或门，所述或门的一输入端作为所述报障单元的一输入端以接收所述故障检测信号，所述或门的另一输入端作为所述报障单元的另一输入端以接收所述VCE检测信号，所述或门的输出端作为所述报障单元的输出端以输出故障信号。
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