CN204536413U - 一种igbt集电极电压测量电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及测量电路技术领域，尤其是一种IGBT集电极电压测量电路。它包括驱动逻辑信号器、信号发生器、IGBT晶体管、开关、第一电流源和第二电流源；驱动逻辑信号器一端与开关连接、另一端与信号发生器连接，信号发生器通过第三电阻与IGBT晶体管的栅极连接，IGBT的集电极通过第一二极管连接有第二二极管并与开关一端连接、开关的另一端则同时与第一电流源和第二电流源连接，第一电流源分别通过第二电阻和稳压二极管与第二电流源连接，第一电流源还分别通过第一电阻和第二二极管与IGBT晶体管的集电极和第一二极管的正极连接。本实用新型电路结构简单，操作方便，具有很强的实用性。

Description

一种IGBT集电极电压测量电路

技术领域

本实用新型涉及测量电路技术领域，尤其是一种IGBT集电极电压测量电路。

背景技术

众所周知,现代变流系统中，大功率IGBT(绝缘棚双极型晶体管)及其驱动器得到了广泛的应用。集电极电压作为IGBT的一个重要电气参数，对IGBT的正常运行有着重要作用。目前，集电极电压主要应用在模拟式IGBT驱动器保护控制电路中。这些应用对集电极电压精度要求不高。随着数字式IGBT驱动技术的出现，IGBT集电极电压的宽范围、高精度测量和数字化，是数字式驱动器实现有效控制的基础，对判断IGBT是否短路、过流和过压等故障及结温在线估计，对变流器少传感器或无传感器控制及变流系统安全可靠运行起着重要作用。

目前，IGBT集电极关断、导通电压跨度大。对测量精度要求不同，特别是要通过饱和压降来进行状态识别和结温估计，需要饱和压降测量精度在几十毫伏量级。现有的一些测量电路和测量方法只能实现一种电压状态的测量或测量精度难以满足应用要求。

实用新型内容

针对上述现有技术中存在的不足，本实用新型的目的在于提供一种IGBT集电极电压测量电路。

为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种IGBT集电极电压测量电路，它包括驱动逻辑信号器、信号发生器、IGBT晶体管、开关、第一电流源和第二电流源；

所述驱动逻辑信号器一端与开关连接、另一端与信号发生器连接，所述信号发生器通过第三电阻与IGBT晶体管的栅极连接，所述IGBT的集电极通过第一二极管连接有第二二极管并与开关一端连接、开关的另一端则同时与第一电流源和第二电流源连接，所述第一电流源分别通过第二电阻和稳压二极管与第二电流源连接，所述第一电流源还分别通过第一电阻和第二二极管与IGBT晶体管的集电极和第一二极管的正极连接；

所述信号发生器、IGBT晶体管的发射极和第二电流源直接接地。

优选地，所述第一二极管和第二二极管为同一型号二极管。

由于采用了上述方案，本实用新型通过第一电阻和第二电阻为关断电压测量支路；同时，利用第一二极管、第二二极管、开关、第一电流源、第二电流源、第一电阻和第二电阻为饱和压降测量支路；并且，利用稳压二极管，保护输出稳定，其结构简单，操作方便，具有很强的实用性。

附图说明

图1是本实用新型实施例的电路结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的实施例进行详细说明，但是本实用新型可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。

如图1所示，本实施例的一种IGBT集电极电压测量电路，它包括驱动逻辑信号器U1、信号发生器U2、IGBT晶体管T1、开关S、第一电流源I1和第二电流源I2；

驱动逻辑信号器U1一端与开关S连接、另一端与信号发生器U2连接，信号发生器U2通过第三电阻Rg与IGBT晶体管T1的栅极连接，IGBT晶体管T1的集电极通过第一二极管D1连接有第二二极管D2并与开关S一端连接、开关S的另一端则同时与第一电流源I1和第二电流源I2连接，第一电流源I1分别通过第二电阻R2和稳压二极管D3与第二电流源I2连接，第一电流源I1还分别通过第一电阻R1和第二二极管D2与IGBT晶体管T1的集电极和第一二极管D1的正极连接；信号发生器U2、IGBT晶体管T1的发射极和第二电流源I2直接接地。

本实施例的IGBT晶体T1管为待测晶体管，IGBT晶体管T1关断时的电压测量支路有第一电阻R1和第二电阻R2组成；IGBT晶体管T1导通时饱和压降测量支路由第一二极管D1、第二二极管D2、开关S、第一电流源I1、第二电流源I2、第一电阻R1和第二电阻R2组成。工作时，为保护输出级电路，利用稳压二极D3管进行保护。

为让审查员更好的理解，特举例加以说明：

1)、当IGBT晶体管T1关断时，开关S断开，第一二极管D1承受反压而截止。此时，IGBT晶体管D2集电极关断电压测量支路可简化由第一电阻R1、第二电阻R2和起保护作用的稳压二极管D3。IGBT晶体管T1的集电极关断电压经第一电阻R1和第二电阻R2分压，在第二电阻R2上得到测量输出电压。这时由于IGBT晶体管T1的关断电压很高，且要使测量支路功耗尽量小，因此，第一电阻R1为耐高压大电阻。基于电阻功率和耐压能力的限制，第一电阻R1可由几个同型号耐压较高的电阻串联而成。

2)、当IGBT晶体管T1导通时，开关S闭合，第一电流源I1和第二电流源I2导通第一二极管D1和第二二极管D2。由于IGBT晶体管T1导通电阻相对于第二电阻R2的阻值很小，故在IGBT晶体管T1导通后，第二电流源I2几乎全部流进第一二极管D1，第一电流源I1全部流进第二二极管D2。第一电阻R1的阻值很大，相对于二极管导通电阻，可认为第一电阻R1开路。测量时，通过反向串联相同的第二二极管D2，并通过以相同的电流，利用第二二极管D2导通压降的反向补偿，可以较好的消除由二极管导通压降引入的误差，使得可以得到精确度的饱和和压降值，测量精度高。

此外，为优化系统，本实施例的第一二极管D1和第二二极管D2采用同一型号的二级管。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (2)

1.一种IGBT集电极电压测量电路，其特征在于：它包括驱动逻辑信号器、信号发生器、IGBT晶体管、开关、第一电流源和第二电流源；

所述驱动逻辑信号器一端与开关连接、另一端与信号发生器连接，所述信号发生器通过第三电阻与IGBT晶体管的栅极连接，所述IGBT的集电极通过第一二极管连接有第二二极管并与开关一端连接、开关的另一端则同时与第一电流源和第二电流源连接，所述第一电流源分别通过第二电阻和稳压二极管与第二电流源连接，所述第一电流源还分别通过第一电阻和第二二极管与IGBT晶体管的集电极和第一二极管的正极连接；

所述信号发生器、IGBT晶体管的发射极和第二电流源直接接地。

2.如权利要求1所述的一种IGBT集电极电压测量电路，其特征在于：所述第一二极管和第二二极管为同一型号二极管。