CN114465608A - Igbt保护电路及其保护方法、空调器和存储介质 - Google Patents

Igbt保护电路及其保护方法、空调器和存储介质 Download PDF

Info

Publication number
CN114465608A
CN114465608A CN202210174850.8A CN202210174850A CN114465608A CN 114465608 A CN114465608 A CN 114465608A CN 202210174850 A CN202210174850 A CN 202210174850A CN 114465608 A CN114465608 A CN 114465608A
Authority
CN
China
Prior art keywords
igbt
comparator
level signal
voltage
outputting
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202210174850.8A
Other languages
English (en)
Inventor
李承锟
王乐三
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hisense Shandong Air Conditioning Co Ltd
Original Assignee
Hisense Shandong Air Conditioning Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hisense Shandong Air Conditioning Co Ltd filed Critical Hisense Shandong Air Conditioning Co Ltd
Priority to CN202210174850.8A priority Critical patent/CN114465608A/zh
Publication of CN114465608A publication Critical patent/CN114465608A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03K—PULSE TECHNIQUE
    • H03K17/00—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking
    • H03K17/08—Modifications for protecting switching circuit against overcurrent or overvoltage
    • H03K17/081—Modifications for protecting switching circuit against overcurrent or overvoltage without feedback from the output circuit to the control circuit
    • H03K17/08116—Modifications for protecting switching circuit against overcurrent or overvoltage without feedback from the output circuit to the control circuit in composite switches
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F11/00—Control or safety arrangements
    • F24F11/62—Control or safety arrangements characterised by the type of control or by internal processing, e.g. using fuzzy logic, adaptive control or estimation of values
    • F24F11/63—Electronic processing
    • F24F11/64—Electronic processing using pre-stored data
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F11/00—Control or safety arrangements
    • F24F11/88—Electrical aspects, e.g. circuits
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H1/00—Details of emergency protective circuit arrangements
    • H02H1/0007—Details of emergency protective circuit arrangements concerning the detecting means
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H7/00—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions
    • H02H7/20—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions for electronic equipment
    • H02H7/205—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions for electronic equipment for controlled semi-conductors which are not included in a specific circuit arrangement
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03K—PULSE TECHNIQUE
    • H03K17/00—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking
    • H03K17/51—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the components used
    • H03K17/56—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the components used by the use, as active elements, of semiconductor devices
    • H03K17/567—Circuits characterised by the use of more than one type of semiconductor device, e.g. BIMOS, composite devices such as IGBT

Abstract

本发明提出一种IGBT保护电路及其保护方法、空调器和存储介质，该电路包括：供电模块，与外部交流电源连接，供电模块包括IGBT开关管，供电模块用于在IGBT开关管导通时，为用电负载供电；运算输出模块，与IGBT开关管连接，用于根据IGBT开关管的电压值及IGBT驱动模块的脉冲信号输出IGBT开关管的控制信号；IGBT驱动模块，与运算输出模块连接，用于根据控制信号控制IGBT开关管的导通或者关断。本发明通过设置运算输出模块，对IGBT开关管的电压值进行检测，并根据IGBT开关管的电压值及脉冲信号共同对IGBT开关管的导通或者关断进行硬件控制，从而实现了对IGBT开关管的保护。

Description

IGBT保护电路及其保护方法、空调器和存储介质
技术领域
本发明涉及空调技术领域，尤其是涉及一种IGBT保护电路及其保护方法、空调器和存储介质。
背景技术
目前，对于室外控制器的控制，其工作原理是输入电源经过输入电源电路及滤波电路后，到达PFC(Power Factor Correction，功率因数校正)电路进行整流升压，以为负载供电，在PFC电路部分，由电流检测电路对直流侧的PFC电压值及电流值进行采样，采样点多为FRD(Fast recovery diode，快恢复二极管)后端，使得控制器采样电路主要检测负载侧的电压电流状态，通过调制前端的IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor，绝缘栅双极型晶体管)开关来保持负载侧的电压稳定。
在IGBT导通时，由于FRD的钳位作用，直流电压采样值并非是IGBT两端的电压Vce，由于无法直接检测IGBT两端的电压，导致无法直接判断IGBT是否已经完全关断。目前针对室外控制器多采用利用母线电流推测IGBT的工作状态，因为负载侧的电流比较稳定，当IGBT的电流突然升高，使得IGBT的电流与负载电流之。
但由于电流采样电路存在一定延迟，MCU(Micro Control Unit，微控制单元)的计算以及脉冲信号的拉低也需要一定的延迟，由于延迟时间较长，导致在脉冲信号拉低前，流经IGBT的电流会突升到一个非常大的值，一般输出电流达到额定输出电流的4倍时，即进入IGBT的线性区，出现退饱和状态，且在多次出现退饱和状态后，IGBT会因为短时累积的热量无法消散而烧毁。
发明内容
本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。
为此，本发明的第一个目的在于提出一种IGBT保护电路，该电路可以避免采样检测延时过大导致延时时间过长，导致IGBT热量积累造成的损坏问题，从而，实现对IGBT的保护。
为此，本发明的第二个目的在于提出一种IGBT保护电路的保护方法。
为此，本发明的第三个目的在于提出一种空调器。
为此，本发明的第四个目的在于提出一种计算机可读存储介质。
为了达到上述目的，本发明的第一方面的实施例提出了一种IGBT保护电路，该电路包括：供电模块，与外部交流电源连接，所述供电模块包括IGBT开关管，所述供电模块用于在所述IGBT开关管导通时，为用电负载供电；运算输出模块，与所述IGBT开关管连接，用于根据所述IGBT开关管的电压值及IGBT驱动模块的脉冲信号输出所述IGBT开关管的控制信号；所述IGBT驱动模块，与所述运算输出模块连接，用于根据所述控制信号控制所述IGBT开关管的导通或者关断。
根据本发明实施例的IGBT保护电路，通过设置运算输出模块，对IGBT开关管的电压值进行检测，并根据IGBT开关管的电压值及脉冲信号共同对IGBT开关管的导通或者关断进行硬件控制，避免在IGBT开关管导通且电压值较大时，由于采样保护延时过大导致的器件损坏问题，从而实现了对IGBT开关管的保护。
在一些实施例中，所述运算输出模块，具体用于：当所述IGBT开关管的电压值大于或者等于电压保护阈值且所述脉冲信号为高电平信号时，输出第一控制信号；当所述IGBT开关管的电压值大于或者等于所述电压保护阈值且所述脉冲信号为低电平信号时，输出第二控制信号；当所述IGBT开关管的电压值小于所述电压保护阈值且所述脉冲信号为高电平信号时，输出所述第二控制信号；当所述IGBT开关管的电压值小于所述电压保护阈值且所述脉冲信号为低电平信号时，输出所述第二控制信号。
在一些实施例中，所述IGBT驱动模块，具体用于：接收到所述第一控制信号时，控制所述IGBT开关管关断；接收到所述第二控制信号时，控制所述IGBT开关管不动作。
在一些实施例中，所述运算输出模块，包括：电压检测单元，所述电压检测单元的一端与所述IGBT开关管的集电极连接，用于根据所述IGBT开关管的电压值与所述电压保护阈值输出第一电压或者第二电压；第一比较器，所述第一比较器的正相输入端与所述电压检测单元的另一端连接，所述第一比较器的反相输入端接入第一预设电压，用于根据所述第一电压及所述第一预设电压输出第一电平信号，或者根据所述第二电压及所述第一预设电压输出第二电平信号；第二比较器，所述第二比较器的正相输入端与所述IGBT驱动模块连接，所述第二比较器的反相输入端接入第二预设电压，用于根据所述低电平信号及所述第二预设电压输出所述第一电平信号，或者根据所述高电平信号及所述第二预设电压输出所述第二电平信号；输出单元，所述输出单元与所述第一比较器的输出端及所述第二比较器的输出端连接，用于根据所述第一比较器的第一电平信号及所述第二比较器的第一电平信号输出所述第二控制信号，或者根据所述第一比较器的第一电平信号及所述第二比较器的第二电平信号输出所述第二控制信号，或者根据所述第一比较器的第二电平信号及所述第一比较器的第一电平信号输出所述第二控制信号，或者根据所述第一比较器的第二电平信号及所述第一比较器的第二电平信号输出所述第一控制信号。
在一些实施例中，所述输出单元，包括：乘法器，所述乘法器的输入端与所述第一比较器及所述第二比较器的输出端连接，用于根据所述第一比较器的第一电平信号及所述第二比较器的第一电平信号输出第一目标电平信号，或者根据所述第一比较器的第一电平信号及所述第二比较器的第二电平信号输出所述第一目标电平信号，或者根据所述第一比较器的第二电平信号及所述第一比较器的第一电平信号输出所述第一目标电平信号，或者根据所述第一比较器的第二电平信号及所述第一比较器的第二电平信号输出第二目标电平信号；与非门，所述与非门与所述乘法器的输出端连接，用于根据所述第一目标电平信号输出所述第二控制信号，根据所述第二目标电平信号输出所述第一控制信号。
在一些实施例中，所述电压检测单元，包括：二极管，所述二极管的阴极与所述IGBT开关管的集电极连接；第一电阻，所述第一电阻的一端与所述二极管的阳极连接；第二电阻，所述第二电阻的一端与所述第一电阻的另一端连接，所述第二电阻的另一端连接直流电源，其中，所述第一电阻的电阻值远小于所述第二电阻的阻值。
在一些实施例中，所述运算输出模块，还包括：延时单元，所述延时单元的一端与所述IGBT驱动模块连接，所述延时单元另一端与所述第二比较器的正相输入端连接。
为实现上述目的，本发明的第二方面的实施例提出了一种IGBT保护电路的保护方法，该方法包括：检测IGBT开关管的电压值；根据所述IGBT开关管的电压值及IGBT驱动模块的脉冲信号输出所述IGBT开关管的控制信号；根据所述控制信号控制所述IGBT开关管的导通或者关断。
根据本发明实施例的IGBT保护电路的保护方法，通过对IGBT开关管的电压值进行检测，并根据IGBT开关管的电压值及脉冲信号共同对IGBT开关管的导通或者关断进行硬件控制，避免在IGBT开关管导通且电压值较大时，由于采样保护延时过大导致的器件损坏问题，从而实现了对IGBT开关管的保护。
为实现上述目的，本发明的第三方面的实施例提出了一种空调器，该空调器包括上述实施例所述的IGBT保护电路。
根据本发明实施例的空调器，通过设置运算输出模块，对IGBT开关管的电压值进行检测，并根据IGBT开关管的电压值及脉冲信号共同对IGBT开关管的导通或者关断进行硬件控制，避免在IGBT开关管导通且电压值较大时，由于采样保护延时过大导致的器件损坏问题，从而实现了对IGBT开关管的保护。
为实现上述目的，本发明的第四方面的实施例提出了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有IGBT保护电路的保护程序，所述IGBT保护电路的保护程序被处理器执行时实现如上述实施例所述的IGBT保护电路的保护方法。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1是根据本发明一个实施例的IGBT开关管的工作原理的示意图；
图2是根据本发明一个实施例的IGBT保护电路的电路结构示意图；
图3是根据本发明一个实施例的IGBT驱动模块的电路示意图；
图4是根据本发明一个实施例的IGBT保护电路的保护方法的流程图；
图5是根据本发明一个实施例的空调器的框图。
附图标记：IGBT保护电路1；供电模块10；运算输出模块11；IGBT驱动模块12；电压检测单元110；输出单元111；乘法器112；与非门113；延时单元114；空调器2。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，参考附图描述的实施例是示例性的，下面详细描述本发明的实施例。
举例而言，如图1所示，根据IGBT开关管的工作原理，可以将IGBT开关管的工作状态分为三个区域，即，截至区、饱和区和放大区，在截止区时，CE间电压小于0.7V，IGBT背面PN结截止，无电流流动；在饱和区时，CE间电压大于0.7V，电流开始流动，CE间电压随着集电极电流上升而呈线性上升状态，因此，饱和区是IGBT开关管工作的理想区域；在放大区时，随着CE间电压继续上升，电流进一步增大，到一定临界点后，CE电压迅速增大，而集电极电流并不随之增长，即，IGBT退出了饱和区。
当IGBT开关管处于放大区时，其功率异常增大，PN节温度急剧上升，若不及时关断IGBT开关管，则存在烧毁IGBT开关管的风险，因此，需要防止IGBT开关管进入放大区域。
在相关技术中，为避免IGBT开关管进入放大区域，可直接检测IGBT开关管的电流值，一般情况下，在进行电流检测时，过流保护值远小于退饱和电流值，但是在实际使用过程中，因为短路及电网异常状态等原因，时常会出现电流突升到退饱和电流值的情况，因此，常见的控制策略为软件检测过电流，以关闭IGBT开关管，但不做停机处理，在空调器运行一段时间后再开启。然而，软件的检测时间有很长的延迟，在这段时间范围内，突变的电流已经达到了一个很高的电流值，超过退饱和电流值；以及，在关闭IGBT开关管后再打开后，存在再次过电流的风险，从而，使得IGBT开关管多次进入退饱和状态，产生的热量多次累积，最终造成器件烧毁。
基于此，针对MCU控制过程中延迟过大，导致IGBT因短时间热量积累容易烧毁的问题，本发明实施例通过设置运算输出模块对IGBT开关管的电压值及脉冲信号进行检测，以对IGBT开关管的导通或者关断状态进行控制，以便在IGBT开关管导通且电压值较大时，通过硬件控制及时关断IGBT开关管，从而起到保护IGBT开关管的作用，进而避免电路损坏。
以下先对本发明实施例的IGBT保护电路的结构及其工作过程进行举例说明。
下面参考图1描述根据本发明实施例的IGBT保护电路，如图1所示，本发明实施例的IGBT保护电路1包括供电模块10、运算输出模块11和IGBT驱动模块12。
其中，供电模块10与外部交流电源连接，供电模块10包括IGBT开关管，供电模块10用于在IGBT开关管导通时，为用电负载供电；运算输出模块11与IGBT开关管连接，用于根据IGBT开关管的电压值及IGBT驱动模块12的脉冲信号输出IGBT开关管的控制信号；IGBT驱动模块12与运算输出模块11连接，用于根据控制信号控制IGBT开关管的导通或者关断。由此，通过设置运算输出模块11，对IGBT开关管的电压值进行检测，同时，结合IGBT驱动模块12输出的脉冲信号，以输出IGBT开关管的控制信号，实现对IGBT开关管的导通或者关断，从而，在IGBT开关管过压且处于导通状态时，通过硬件控制，及时输出控制信号关断IGBT开关管，避免采样检测延时过大导致延时时间过长，导致IGBT热量积累造成的损坏问题，从而，实现对IGBT开关管的保护。
举例而言，如图2所示，当空调器正常上电时，运算输出模块11检测IGBT开关管的电压值，IGBT开关管的电压值例如记为Vce，当IGBT开关管的电压值较大，例如Vce大于或者等于电压保护阈值时，结合PWM(Pulse Width Modulation，脉宽调制技术)的工作状态，若IGBT驱动模块12输出的脉冲信号为高电平信号，则认为IGBT开关管处于导通状态且电压值较大，此时，为了避免IGBT开关管损坏，运算输出模块11输出IGBT开关管的控制信号至IGBT驱动模块12，以控制IGBT开关管关断，以起到保护IGBT开关管的作用。
当IGBT开关管的电压值较小时，例如Vce小于电压保护阈值时，此时，无论IGBT驱动模块12输出的脉冲信号为高电平信号或者低电平信号，认为IGBT开关管不会出现过压造成的累积问题，此时，运算输出模块11输出IGBT开关管的控制信号至IGBT驱动模块12，以使IGBT开关管保持之前的工作状态。
根据本发明实施例的IGBT保护电路1，通过设置运算输出模块11，对IGBT开关管的电压值进行检测，并根据IGBT开关管的电压值及脉冲信号共同对IGBT开关管的导通或者关断进行硬件控制，避免在IGBT开关管导通且电压值较大时，由于采样保护延时过大导致的器件损坏问题，从而实现了对IGBT开关管的保护。
在一些实施例中，如图2所示，运算输出模块11具体用于，当IGBT开关管的电压值大于或者等于电压保护阈值时且脉冲信号为高电平信号时，输出第一控制信号；当电压值大于或者等于电压保护阈值且脉冲信号为低电平信号时，输出第二控制信号；当电压值小于电压保护阈值且脉冲信号为高电平信号时，输出第二控制信号；当电压值小于电压保护阈值且脉冲信号为低电平信号时，输出第二控制信号。
在实施例中，当IGBT开关管的电压值大于或者等于电压保护阈值且脉冲信号为高电平信号时，认为IGBT开关管的电压值过大且IGBT开关管处于导通状态，此时，运算输出模块11输出第一控制信号，例如，输出0信号，0信号输出至IGBT驱动模块12，IGBT驱动模块12根据接收到的0信号控制IGBT开关管关断，以实现对IGBT开关管的保护。
当电压值大于或者等于电压保护阈值且脉冲信号为低电平信号时，认为IGBT开关管的电压值过大但IGBT开关管处于关断状态，此时，运算输出模块11输出第二控制信号，例如，输出1信号，以使IGBT开关管仍处于关断状态。当电压值小于电压保护阈值时，认为IGBT开关管两端的电压值正常，此时，无论脉冲信号为高电平信号或者低电平信号，运算输出模块11均输出第二控制信号，例如1信号，使得IGBT开关管保持当前的工作状态。
在一些实施例中，如图2所示，IGBT驱动模块12具体用于，接收到第一控制信号时，控制IGBT开关管关断；接收到第二控制信号时，控制IGBT开关管不动作。
在实施例中，当运算输出模块11输出第一控制信号时，IGBT驱动模块12根据接收到的第一控制信号控制IGBT开关管关断，以避免对IGBT开关管造成损坏，实现对IGBT开关管的保护；当运算输出模块11输出第二控制信号时，IGBT驱动模块12根据接收到的第二控制信号控制IGBT开关管不动作，即，使得IGBT开关管保持之前的工作状态。
在一些实施例中，如图2所示，运算输出模块11包括电压检测单元110、第一比较器N1和第二比较器N2及输出单元111，电压检测单元110的一端与IGBT开关管的集电极连接，用于根据IGBT开关管的电压值与电压保护阈值输出第一电压或者第二电压；第一比较器N1的正相输入端与电压检测单元110的另一端连接，第一比较器N1的反相输入端接入第一预设电压Vcin，用于根据第一电压及第一预设电压Vcin输出第一电平信号，或者根据第二电压及第一预设电压Vcin输出第二电平信号；第二比较器N2的正相输入端与IGBT驱动模块12连接，第二比较器N2的反相输入端接入第二预设电压Von，用于根据低电平信号及第二预设电压Von输出第一电平信号，或者根据高电平信号及第二预设电压Von输出第二电平信号；输出单元111与第一比较器N1的输出端及第二比较器N2的输出端连接，用于根据第一比较器N1的第一电平信号及第二比较器N2的第一电平信号输出第二控制信号，或者根据第一比较器N1的第一电平信号及第二比较器N2的第二电平信号输出第二控制信号，或者根据第一比较器N1的第二电平信号及第二比较器的第一电平信号输出第二控制信号，或者根据第一比较器N1的第二电平信号及第二比较器N2的第二电平信号输出第一控制信号。
在实施例中，当IGBT开关管电压值小于保护阈值时，电压检测单元110正常工作，第一比较器N1正相输入端的电压为第一电压，第一电压低于第一预设电压Vcin，此时，第一比较器N1输出第一电平信号，例如输出0信号；当IGBT开关管的电压值大于或者等于保护阈值时，电压检测单元110反向截至，第一比较器正相输入端的电压为第二电压，第二电压高于第一预设电压Vcin，此时，第一比较器N1输出第二电平信号，例如输出1信号。
当第一比较器N1输出0信号后，无论第二比较器N2输出0信号或者1信号，输出单元111根据第一比较器N1输出的0信号和第二比较器N2输出的信号，均输出第二控制信号，例如输出1信号。
当第一比较器N1输出1信号后，若第二比较器N2的正相输入端接收到的脉冲信号为高电平信号时，第二比较器N2正相输入端的电压大于第二预设电压Von，此时，第二比较器N2输出第二电平信号，例如输出1信号，输出单元111根据第一比较器N1的1信号与第二比较器N2的1信号，输出第一控制信号，例如0信号。
当第一比较器N1输出1信号后，若第二比较器N2的正相输入端接收到的脉冲信号为低电平信号时，第二比较器N2正相输入端的电压小于第二预设电压Von，此时，第二比较器N2输出第一电平信号，例如输出0信号，输出单元111根据第一比较器N1的1信号与第二比较器N2的0信号，输出第二控制信号，例如1信号。
在一些实施例中，如图2所示，运算输出模块11，包括：乘法器112和与非门113，乘法器112的输入端与第一比较器N1及第二比较器N2的输出端连接，用于根据第一比较器N1的第一电平信号及第二比较器N2的第一电平信号输出第一目标电平信号，或者根据第一比较器N1的第一电平信号及第二比较器N2的第二电平信号输出第一目标电平信号，或者根据第一比较器N1的第二电平信号及第二比较器N2的第一电平信号输出第一目标电平信号，或者根据第一比较器N1的第二电平信号及第二比较器N2的第二电平信号输出第二目标电平信号；与非门113与乘法器112的输出端连接，用于根据第一目标电平信号输出第二控制信号，根据第二目标电平信号输出第一控制信号。
在实施例中，当第一比较器N1输出第一电平信号，即0信号，第二比较器N2输出第一电平信号，即0信号，两个电平信号经乘法器112后输出第一目标电平信号，即0信号，再经过与非门后输出第二控制信号，即1信号。
当第一比较器N1输出第一电平信号，即0信号，第二比较器N2输出第二电平信号，即1信号，两个电平信号经乘法器112后输出第一目标电平信号，即0信号，再经过与非门后输出第二控制信号，即1信号。
当第一比较器N1输出第二电平信号，即1信号，第二比较器N2输出第一电平信号，即0信号，两个电平信号经乘法器112后输出第一目标电平信号，即0信号，再经过与非门后输出第二控制信号，即1信号。
当第一比较器N1输出第二电平信号，即1信号，第二比较器N2输出第二电平信号，即1信号，两个电平信号经乘法器112后输出第二目标电平信号，即1信号，再经过与非门后输出第一控制信号，即0信号。
在一些实施例中，如图2所示，电压检测单元110包括二极管D1、第一电阻R2和第二电阻R1，二极管D1的阴极与IGBT开关管的集电极连接；第一电阻R2的一端与二极管D1的阳极连接；第二电阻R1的一端与第一电阻R2的另一端连接，第二电阻R2的另一端连接直流电源Vcc，其中，第一电阻R2的电阻值远小于第二电阻R1的阻值。可以理解的是，为保证第一预设电压Vcin的电压无限接近电压保护阈值电压，可设置第二电阻R1的阻值远远大于第一电阻R2。
在实施例中，当IGBT开关管的电压值小于电压保护阈值时，二极管D1导通，第一比较器N1的正相输入端电压由直流电压Vcc减去IGBT开关管的电压值后，经由第一电阻R2和第二电阻R1分压得到，此时，第二比较器正相输入端的电压值小于第一预设电压，因此，第一比较器N1会输出第一电平信号，即0信号，此时，无论第二比较器输出第一电平信号或者第二电平信号，经由乘法器112和与非门113后均输出第二控制信号，即1信号。
当IGBT开关管的电压值大于或者等于电压保护阈值时，二极管D1反向截至，第一比较器N1的正相输入电压为直流电压Vcc，此时，第一比较器N1的正相输入电压大于第一预设电压Vcin，第一比较器N1输出第二电平信号，即1信号，此时，若脉冲信号为高电平信号，IGBT开关管导通，此时，第二比较器N2正相输入端电压大于第二预设电压Von，则第二比较器N2输出第二电平信号，即1信号，此时，第一比较器N1输出的第二电平信号与第二比较器N2输出的第二电平信号，经过乘法器112和与非门113后输出第一控制信号，即0信号；
若脉冲信号为低电平信号，IGBT开关管关断，此时，第二比较器N2正相输入端电压小于第二预设电压Von，则第二比较器N2输出第一电平信号，即0信号，此时，第一比较器N1输出的第二电平信号与第二比较器N2输出的第一电平信号，经过乘法器112和与非门113后输出第二控制信号，即1信号。
在一些实施例中，如图2所示，运算输出模块11还包括延时单元114，延时单元114的一端与IGBT驱动模块12连接，延时单元114另一端与第二比较器N2的正相输入端连接。具体而言，通过设置延时单元114，在第二比较器N2的正相输入端接收到高电平信号或者低电平信号时，控制IGBT开关管导通或者关断，避免IGBT开关管的控制存在延时，导致控制不准确的问题。
在另一些实施例中，如图3所示，为本发明一个实施例的IGBT驱动模块的电路示意图。IGBT驱动模块接收控制芯片的PWM信号，在接收到PWM信号后，输出脉冲信号，并将脉冲信号发送至第二比较器的正相输入端。
在另一些实施例中，为了确保控制IGBT开关管的导通或者关断时，需要对IGBT开关管进行分析，在IGBT开关管开通过程中，Vge到达米勒平台时，Vce才开始下降；在IGBT开关管关断过程中，Vge米勒结束时，Vce才开始上升。所以将第一预设电压Von设置为IGBT的米勒平台电压Vrms。
根据本发明实施例的IGBT保护电路，通过设置运算输出模块11，对IGBT开关管的电压值进行检测，并根据IGBT开关管的电压值及脉冲信号共同对IGBT开关管的导通或者关断进行硬件控制，避免在IGBT开关管导通且电压值较大时，由于采样保护延时过大导致的器件损坏问题，从而实现了对IGBT开关管的保护。
下面描述本发明实施例的IGBT保护电路的保护方法。
如图4所示，本发明实施例的IGBT保护电路的保护方法至少包括步骤S1-步骤S3。
步骤S1，检测IGBT开关管的电压值。
在实施例中，当空调器正常上电时，运算输出模块检测IGBT开关管的电压值，IGBT开关管的电压值例如记为Vce。
步骤S2，根据IGBT开关管的电压值及IGBT驱动模块的脉冲信号输出IGBT开关管的控制信号。
在实施例中，当IGBT开关管的电压值较大，例如Vce大于或者等于电压保护阈值时，若脉冲信号为高电平信号，则认为IGBT开关管处于导通状态且电压值较大，此时，为了避免IGBT开关管损坏，输出IGBT开关管的控制信号至IGBT驱动模块。
当IGBT开关管的电压值较小时，例如Vce小于电压保护阈值时，此时，无论脉冲信号为高电平信号或者低电平信号，认为IGBT开关管不会出现过压造成的累积问题，此时，输出IGBT开关管的控制信号至IGBT驱动模块。
步骤S3，根据控制信号控制IGBT开关管的导通或者关断。
在实施例中，IGBT驱动模块根据接收到的控制信号，对IGBT开关管的导通或者关断进行控制。
根据本发明实施例的IGBT保护电路的保护方法，通过对IGBT开关管的电压值进行检测，并根据IGBT开关管的电压值及脉冲信号共同对IGBT开关管的导通或者关断进行硬件控制，避免在IGBT开关管导通且电压值较大时，由于采样保护延时过大导致的器件损坏问题，从而实现了对IGBT开关管的保护。
下面描述本发明实施例的空调器。
如图5所示，本发明的实施例的空调器2包括上述实施例所述的IGBT保护电路1。
根据本发明实施例的空调器2，通过设置运算输出模块，对IGBT开关管的电压值进行检测，并根据IGBT开关管的电压值及脉冲信号共同对IGBT开关管的导通或者关断进行硬件控制，避免在IGBT开关管导通且电压值较大时，由于采样保护延时过大导致的器件损坏问题，从而实现了对IGBT开关管的及时保护。
为实现上述目的，本发明的第四方面的实施例提出了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有IGBT保护电路的保护程序，所述IGBT保护电路的保护程序被处理器执行时实现如上述实施例所述的IGBT保护电路的保护方法。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种IGBT保护电路，其特征在于，包括：
供电模块，与外部交流电源连接，所述供电模块包括IGBT开关管，所述供电模块用于在所述IGBT开关管导通时，为用电负载供电；
运算输出模块，与所述IGBT开关管连接，用于根据所述IGBT开关管的电压值及IGBT驱动模块的脉冲信号输出所述IGBT开关管的控制信号；
所述IGBT驱动模块，与所述运算输出模块连接，用于根据所述控制信号控制所述IGBT开关管的导通或者关断。
2.根据权利要求1所述的IGBT保护电路，其特征在于，所述运算输出模块，具体用于：
当所述IGBT开关管的电压值大于或者等于电压保护阈值且所述脉冲信号为高电平信号时，输出第一控制信号；
当所述IGBT开关管的电压值大于或者等于所述电压保护阈值且所述脉冲信号为低电平信号时，输出第二控制信号；
当所述IGBT开关管的电压值小于所述电压保护阈值且所述脉冲信号为高电平信号时，输出所述第二控制信号；
当所述IGBT开关管的电压值小于所述电压保护阈值且所述脉冲信号为低电平信号时，输出所述第二控制信号。
3.根据权利要求2所述的IGBT保护电路，其特征在于，所述IGBT驱动模块，具体用于：
接收到所述第一控制信号时，控制所述IGBT开关管关断；
接收到所述第二控制信号时，控制所述IGBT开关管不动作。
4.根据权利要求2所述的IGBT保护电路，其特征在于，所述运算输出模块，包括：
电压检测单元，所述电压检测单元的一端与所述IGBT开关管的集电极连接，用于根据所述IGBT开关管的电压值与所述电压保护阈值输出第一电压或者第二电压；
第一比较器，所述第一比较器的正相输入端与所述电压检测单元的另一端连接，所述第一比较器的反相输入端接入第一预设电压，用于根据所述第一电压及所述第一预设电压输出第一电平信号，或者
根据所述第二电压及所述第一预设电压输出第二电平信号；
第二比较器，所述第二比较器的正相输入端与所述IGBT驱动模块连接，所述第二比较器的反相输入端接入第二预设电压，用于根据所述低电平信号及所述第二预设电压输出所述第一电平信号，或者
根据所述高电平信号及所述第二预设电压输出所述第二电平信号；
输出单元，所述输出单元与所述第一比较器的输出端及所述第二比较器的输出端连接，用于根据所述第一比较器的第一电平信号及所述第二比较器的第一电平信号输出所述第二控制信号，或者
根据所述第一比较器的第一电平信号及所述第二比较器的第二电平信号输出所述第二控制信号，或者
根据所述第一比较器的第二电平信号及所述第二比较器的第一电平信号输出所述第二控制信号，或者
根据所述第一比较器的第二电平信号及所述第二比较器的第二电平信号输出所述第一控制信号。
5.根据权利要求4所述的IGBT保护电路，其特征在于，所述输出单元，包括：
乘法器，所述乘法器的输入端与所述第一比较器及所述第二比较器的输出端连接，用于根据所述第一比较器的第一电平信号及所述第二比较器的第一电平信号输出第一目标电平信号，或者
根据所述第一比较器的第一电平信号及所述第二比较器的第二电平信号输出所述第一目标电平信号，或者
根据所述第一比较器的第二电平信号及所述第二比较器的第一电平信号输出所述第一目标电平信号，或者
根据所述第一比较器的第二电平信号及所述第二比较器的第二电平信号输出第二目标电平信号；
与非门，所述与非门与所述乘法器的输出端连接，用于根据所述第一目标电平信号输出所述第二控制信号，根据所述第二目标电平信号输出所述第一控制信号。
6.根据权利要求4所述的IGBT保护电路，其特征在于，所述电压检测单元，包括：
二极管，所述二极管的阴极与所述IGBT开关管的集电极连接；
第一电阻，所述第一电阻的一端与所述二极管的阳极连接；
第二电阻，所述第二电阻的一端与所述第一电阻的另一端连接，所述第二电阻的另一端连接直流电源，其中，所述第一电阻的电阻值远小于所述第二电阻的阻值。
7.根据权利要求4所述的IGBT保护电路，其特征在于，所述运算输出模块，还包括：
延时单元，所述延时单元的一端与所述IGBT驱动模块连接，所述延时单元另一端与所述第二比较器的正相输入端连接。
8.一种IGBT保护电路的保护方法，其特征在于，用于如权利要求1-7任一项所述的IGBT保护电路，所述方法包括：
检测IGBT开关管的电压值；
根据所述IGBT开关管的电压值及IGBT驱动模块的脉冲信号输出所述IGBT开关管的控制信号；
根据所述控制信号控制所述IGBT开关管的导通或者关断。
9.一种空调器，其特征在于，包括：如权利要求1-7任一项所述的IGBT保护电路。
10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质上存储有IGBT保护电路的保护程序，所述IGBT保护电路的保护程序被处理器执行时实现如权利要1-7任一项所述的IGBT保护电路的保护方法。
CN202210174850.8A 2022-02-24 2022-02-24 Igbt保护电路及其保护方法、空调器和存储介质 Pending CN114465608A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202210174850.8A CN114465608A (zh) 2022-02-24 2022-02-24 Igbt保护电路及其保护方法、空调器和存储介质

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202210174850.8A CN114465608A (zh) 2022-02-24 2022-02-24 Igbt保护电路及其保护方法、空调器和存储介质

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN114465608A true CN114465608A (zh) 2022-05-10

Family

ID=81416235

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202210174850.8A Pending CN114465608A (zh) 2022-02-24 2022-02-24 Igbt保护电路及其保护方法、空调器和存储介质

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN114465608A (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI822524B (zh) * 2022-12-19 2023-11-11 固緯電子實業股份有限公司 具保護功能的電壓偵測裝置

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI822524B (zh) * 2022-12-19 2023-11-11 固緯電子實業股份有限公司 具保護功能的電壓偵測裝置

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9257830B2 (en) Semiconductor device
CN110568335B (zh) 一种无检测盲区的SiC MOSFET短路检测保护系统和方法
CN108809059B (zh) 半导体元件的驱动装置
KR20130035886A (ko) 반도체장치
CN1068237A (zh) 相位控制功率调制系统
US9300207B2 (en) Switching control circuit and control method thereof
US10224713B2 (en) Load driving device
US10218169B2 (en) Overheat protection unit
WO2017215335A1 (zh) Igbt短路保护电路及方法、igbt驱动器以及igbt电路
CN113504446A (zh) 被配置为检测故障的电路及检测故障的方法
CN114465608A (zh) Igbt保护电路及其保护方法、空调器和存储介质
CN116345867A (zh) 用于功率器件栅极驱动器的负负载电流的过电流保护
CN112640279A (zh) 过电流保护电路及开关电路
JP2008067593A (ja) 絶縁ゲート型半導体スイッチ素子のゲート駆動回路
US9490794B1 (en) Dynamic shutdown protection circuit
JP5585514B2 (ja) 負荷駆動装置
CN111740387A (zh) 短路保护电路及电机控制器
KR100807547B1 (ko) 인버터용 반도체 스위치의 구동회로
WO2023029962A1 (zh) 一种抑制电源启动浪涌的电路、方法、充电装置及存储介质
CN110460021B (zh) 一种igbt保护电路及空调器
US11239838B2 (en) Driving device and method of power device
CN214014207U (zh) 一种防死机的mos管驱动电路、电源及电子设备
CN212380935U (zh) 制动电阻保护电路及变频器
CN109714033B (zh) 功率器件的驱动装置与方法
CN112234806A (zh) 一种功率开关驱动电路、方法及电器设备

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
CB02 Change of applicant information

Address after: 266100 No. 151, Zhuzhou Road, Laoshan District, Shandong, Qingdao

Applicant after: Hisense Air Conditioning Co.,Ltd.

Address before: 266100 No. 151, Zhuzhou Road, Laoshan District, Shandong, Qingdao

Applicant before: HISENSE (SHANDONG) AIR-CONDITIONING Co.,Ltd.

CB02 Change of applicant information