CN201690229U

CN201690229U - 一种可提高igbt应用可靠性的保护装置

Info

Publication number: CN201690229U
Application number: CN2010201814324U
Authority: CN
Inventors: 黄詹江勇; 陈四雄; 郑旺发; 曾奕彰
Original assignee: Xiamen Kehua Hengsheng Co Ltd; Zhangzhou Kehua Technology Co Ltd
Current assignee: Xiamen Kehua Hengsheng Co Ltd; Zhangzhou Kehua Technology Co Ltd
Priority date: 2010-05-06
Filing date: 2010-05-06
Publication date: 2010-12-29
Anticipated expiration: 2020-05-06

Abstract

本实用新型公开了一种可提高IGBT应用可靠性的保护装置，包括过流检测电路、过流判断保护电路和精密基准设定电路；过流检测电路包括第一三极管、第一二极管、第一电容、第一电阻和第二电阻；第一三极管的基极与过流判断保护电路相连接，第一三极管的发射极与IGBT相连接，第一三极管的集电极与第一二极管的负极相连接；第一二极管的正极通过第二电阻接电源的正极；第一电容和第一电阻相并联后的一端与第一二极管的正极相连接，另一端接地；第一二极管的正极与过流判断保护电路相连接；过流判断保护电路与精密基准设定电路相连接；该保护装置能够使IGBT免受过流损坏，从而大大了提高IGBT的应用可靠性。

Description

一种可提高IGBT应用可靠性的保护装置

技术领域

本实用新型涉及一种IGBT的保护装置，特别是涉及一种可提高IGBT应用可靠性的保护装置。

背景技术

IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)，绝缘栅双极型晶体管，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，兼有MOSFET的高输入阻抗和GTR的低导通压降两方面的优点。GTR饱和压降低，载流密度大，但驱动电流较大；MOSFET驱动功率很小，开关速度快，但导通压降大，载流密度小。IGBT综合了以上两种器件的优点，驱动功率小而饱和压降低，因而非常适合应用于直流电压为600V及以上的变流系统，如交流电机、变频器、开关电源、照明电路、牵引传动等领域。

目前，IGBT的损坏约占现市场返修故障原因的50％，其中，浪涌是造成IGBT损坏的主要原因之一。目前，现有技术的IGBT的浪涌保护电路以硬件为主，主要有电压浪涌保护电路和电流浪涌保护电路。其中，电流浪涌保护电路是通过监测浪涌时线路上的电流突变，捕获电流浪涌信号，调节PWM信号，PWM信号通过隔离放大后再送给IGBT，此时反馈速度比较慢，保护电路不一定能及时关断IGBT的驱动信号，因此这种略滞后的保护具有相当的风险，而且在特殊电网下仍可能出现误触发。另外，器件都是具有离散性的，特别是不同厂家、厂地的IGBT，例如国产IGBT与国外的IGBT，他们的技术水平、加工工艺、原材料等条件各不相同，其离散性也会比较大，因此在具体应用时其保护点也是不同的。因此，现有技术的IGBT的电流浪涌保护电路有待进一步改进。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术之不足，提供一种可提高IGBT应用可靠性的保护装置，它由过流检测电路、过流判断保护电路和精密基准设定电路组成，能够在IGBT出现负载短期过流时，有效地关断IGBT的驱动信号，从而保护IGBT免受过流损坏。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种可提高IGBT应用可靠性的保护装置，包括过流检测电路、过流判断保护电路和精密基准设定电路；过流检测电路连接在IGBT与过流判断保护电路之间，过流判断保护电路与精密基准设定电路相连接；该过流检测电路包括第一三极管、第一二极管、第一电容、第一电阻和第二电阻；该第一三极管的基极与过流判断保护电路相连接，第一三极管的发射极与IGBT相连接，第一三极管的集电极与第一二极管的负极相连接；第一二极管的正极通过第二电阻接电源的正极；第一电容和第一电阻相并联后的一端与第一二极管的正极相连接，另一端接地；第一二极管的正极与过流判断保护电路相连接。

所述的过流判断保护电路包括第一集成运算放大器、第二集成运算放大器、驱动隔离放大模块、第二三极管和第九电阻；第一集成运算放大器的输入接脉冲宽度调制信号，第一集成运算放大器的输出接第九电阻的一端，第九电阻的另一端与第二三极管的基极相连接；第二三极管的发射极接地，第二三极管的集电极与过流检测电路的第一二极管的正极相连接；第二三极管的集电极接第二集成运算放大器的同相输入端，第二集成运算放大器的反相输入端与精密基准设定电路相连接；第二集成运算放大器的输出接驱动隔离放大模块的控制端，驱动隔离放大模块的输入接脉冲宽度调制信号，驱动隔离放大模块的输出接过流检测电路的第一三极管的基极。

所述的精密基准设定电路包括第一开关器、第一可调电阻、第二电容、集成块、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻、第七电阻、第八电阻和第十电阻；集成块的负极接过流判断保护电路的第二集成运算放大器的反相输入端，集成块的负极并通过第三电阻接电源正极；第二电容的两端分别与集成块的正、负极相连接；第一开关器的一端接集成块的控制极，第一开关器的另一端分别通过第五电阻、第六电阻、第七电阻和第八电阻与集成块的正极相连接；第一可调电阻的一端接集成块的控制极，第一可调电阻的调节端通过第十电阻接集成块的正极；第四电阻连接在集成块的控制极与集成块的负极之间。

本实用新型的有益效果是，由于该保护装置由过流检测电路、过流判断保护电路和精密基准设定电路组成，且过流检测电路连接在IGBT与过流判断保护电路之间，过流判断保护电路与精密基准设定电路相连接，使得当IGBT晶元发生过流时，过流检测电路能够快速检测出IGBT电流，并把检测信号送到过流判断保护电路，以使过流判断保护电路立刻动作，关断IGBT的驱动信号，从而使IGBT免受过流损坏。此外，由于设有精密基准设定电路，使得该保护装置可设定不同的限流值，以对不同规格或不同批次的IGBT进行保护，从而使得该保护装置能够对相应的IGBT进行准确和有效的保护，因而大大提高了IGBT的应用可靠性。

以下结合附图及实施例对本实用新型作进一步详细说明；但本实用新型的一种可提高IGBT应用可靠性的保护装置不局限于实施例。

附图说明

图1是本实用新型的电路连接示意图。

具体实施方式

实施例，请参见附图所示，本实用新型的一种可提高IGBT应用可靠性的保护装置，包括过流检测电路1、过流判断保护电路2和精密基准设定电路3；过流检测电路1连接在IGBT与过流判断保护电路2之间，过流判断保护电路2与精密基准设定电路3相连接；该过流检测电路1包括第一三极管Q1、第一二极管D1、第一电容C1、第一电阻R1和第二电阻R2；该第一三极管Q1的基极与过流判断保护电路2相连接，第一三极管Q1的发射极与IGBT相连接，第一三极管Q1的集电极与第一二极管D1的负极相连接；第一二极管D1的正极通过第二电阻R2接电源VCC的正极；第一电容C1和第一电阻R1相并联后的一端与第一二极管D1的正极相连接，另一端接地；第一二极管D1的正极与过流判断保护电路2相连接。

所述的过流判断保护电路2包括第一集成运算放大器IC1、第二集成运算放大器IC2、驱动隔离放大模块R、第二三极管Q2和第九电阻R9；第一集成运算放大器IC1的输入接脉冲宽度调制信号PWM，第一集成运算放大器IC1的输出接第九电阻R9的一端，第九电阻R9的另一端与第二三极管Q2的基极相连接；第二三极管Q2的发射极接地，第二三极管Q2的集电极与过流检测电路1的第一二极管D1的正极相连接；第二三极管Q2的集电极接第二集成运算放大器IC2的同相输入端，第二集成运算放大器IC2的反相输入端与精密基准设定电路3相连接；第二集成运算放大器IC2的输出接驱动隔离放大模块R的控制端，驱动隔离放大模块R的输入接脉冲宽度调制信号PWM，驱动隔离放大模块R的输出接过流检测电路1的第一三极管Q1的基极。

所述的精密基准设定电路3包括第一开关器SW1、第一可调电阻RP1、第二电容C2、集成块IC3、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6、第七电阻R7、第八电阻R8和第十电阻R10；集成块IC3的负极接过流判断保护电路2的第二集成运算放大器IC2的反相输入端，集成块IC3的负极并通过第三电阻R3接电源正极VCC；第二电容C2的两端分别与集成块IC3的正、负极相连接；第一开关器SW1的一端接集成块IC3的控制极，第一开关器SW1的另一端分别通过第五电阻R5、第六电阻R6、第七电阻R7和第八电阻R8与集成块IC3的正极相连接；第一可调电阻RP1的一端接集成块IC3的控制极，第一可调电阻RP1的调节端通过第十电阻R10接集成块IC3的正极；第四电阻R4连接在集成块IC3的控制极与集成块IC3的负极之间。

本实用新型的一种可提高IGBT应用可靠性的保护装置，它的过流检测电路1能够在IGBT发生过流时，快速地检测出IGBT的电流，并把检测信号送给过流判断保护电路2，从而使过流判断保护电路2在IGBT出现负载短期过流时，立刻动作，以关断IGBT的驱动信号，进而使IGBT免受过流损坏。此外，本实用新型的精密基准设定电路3能够设定电路的基准电流，即根据不同规格，或不同批次的IGBT，通过可选基准给定，调整合适的限流值，从而使过流判断保护电路2能够对不同规格或不同批次的IGBT给予相应的处理，进而使不同规格或不同批次的IGBT分别得到准确和有效地保护。因此，本实用新型大大提高了IGBT的应用可靠性。

上述实施例仅用来进一步说明本实用新型的一种可提高IGBT应用可靠性的保护装置，但本实用新型并不局限于实施例，凡是依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均落入本实用新型技术方案的保护范围内。

Claims

1.一种可提高IGBT应用可靠性的保护装置，其特征在于：包括过流检测电路、过流判断保护电路和精密基准设定电路；过流检测电路连接在IGBT与过流判断保护电路之间，过流判断保护电路与精密基准设定电路相连接；该过流检测电路包括第一三极管、第一二极管、第一电容、第一电阻和第二电阻；该第一三极管的基极与过流判断保护电路相连接，第一三极管的发射极与IGBT相连接，第一三极管的集电极与第一二极管的负极相连接；第一二极管的正极通过第二电阻接电源的正极；第一电容和第一电阻相并联后的一端与第一二极管的正极相连接，另一端接地；第一二极管的正极与过流判断保护电路相连接。

2.根据权利要求1所述的可提高IGBT应用可靠性的保护装置，其特征在于：所述的过流判断保护电路包括第一集成运算放大器、第二集成运算放大器、驱动隔离放大模块、第二三极管和第九电阻；第一集成运算放大器的输入接脉冲宽度调制信号，第一集成运算放大器的输出接第九电阻的一端，第九电阻的另一端与第二三极管的基极相连接；第二三极管的发射极接地，第二三极管的集电极与过流检测电路的第一二极管的正极相连接；第二三极管的集电极接第二集成运算放大器的同相输入端，第二集成运算放大器的反相输入端与精密基准设定电路相连接；第二集成运算放大器的输出接驱动隔离放大模块的控制端，驱动隔离放大模块的输入接脉冲宽度调制信号，驱动隔离放大模块的输出接过流检测电路的第一三极管的基极。

3.根据权利要求2所述的可提高IGBT应用可靠性的保护装置，其特征在于：所述的精密基准设定电路包括第一开关器、第一可调电阻、第二电容、集成块、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻、第七电阻、第八电阻和第十电阻；集成块的负极接过流判断保护电路的第二集成运算放大器的反相输入端，集成块的负极并通过第三电阻接电源正极；第二电容的两端分别与集成块的正、负极相连接；第一开关器的一端接集成块的控制极，第一开关器的另一端分别通过第五电阻、第六电阻、第七电阻和第八电阻与集成块的正极相连接；第一可调电阻的一端接集成块的控制极，第一可调电阻的调节端通过第十电阻接集成块的正极；第四电阻连接在集成块的控制极与集成块的负极之间。