CN207801887U - Igbt驱动器的保护电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种IGBT驱动器的保护电路，其包括驱动电压检测单元、参考电压单元、比较器、保护单元，驱动电压检测单元、参考电压单元都与比较器相连，保护单元与驱动电压检测单元相连。本实用新型解决了现有技术中对大功率IGBT模块短路保护只能通过检测IGBT强电端的驱动器电压而导致的方案单一的问题，从而避免了驱动器强、弱电混合的情况，消除了对控制器存在的安全隐患，进一步地，在短路保护失效或过流非短路状态时，提高了短路保护的可靠性，保护电路更安全。

Description

IGBT驱动器的保护电路

技术领域

本实用新型涉及一种保护电路，特别是涉及一种IGBT驱动器的保护电路。

背景技术

常规IGBT驱动器的短路保护通过对开通时的IGBT（绝缘栅双极型晶体管管）的集电极进行电压检测，正常工作时达不到短路保护阈值。当发生短路时，由于流过集电极的电流快速变化，,直至达到短路保护阈值。通过IGBT驱动器的信号处理电路实施自锁保护。这样可能会存在某些异常情况导致短路电流极大时还未达到短路保护阈值，保护不动作，即短路保护失效，从而损坏IGBT启动器，这样对电路的保护效果极其不好，很不安全。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种IGBT驱动器的保护电路，其解决了现有技术中对大功率IGBT模块短路保护只能通过检测IGBT强电端的驱动器电压而导致的方案单一的问题，从而避免了驱动器强、弱电混合的情况，消除了对控制器存在的安全隐患，进一步地，在短路保护失效或过流非短路状态时，提高了短路保护的可靠性，保护电路更安全。

本实用新型是通过下述技术方案来解决上述技术问题的：一种IGBT驱动器的保护电路，其特征在于，其包括驱动电压检测单元、参考电压单元、比较器、保护单元，驱动电压检测单元、参考电压单元都与比较器相连，保护单元与驱动电压检测单元相连，其中：

驱动电压检测单元，其包括电压检测芯片、第一三极管、第二三极管、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻、第七电阻、第八电阻、第九电阻、第十电阻、第一电容、第二电容、第三电容、第四电容、第五电容、第六电容、第七电容、第一二极管、第二二极管，电压检测芯片的第一引脚、第二引脚、第三引脚、第四引脚、第五引脚分别与第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻相连，第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻分别与第一电容、第二电容、第一二极管、第六电阻、第七电阻串联，第二电容与第一三极管的集电极相连，第一二极管与第一三极管的发射极相连，第一三极管的基极与第三电容相连，第六电阻、第七电阻并联且都与第八电阻串联，第一电容与第三电容并联且都与第八电阻串联，电压检测芯片的第六引脚、第七引脚、第九引脚、第十引脚分别与第四电容、第五电容、第六电容、第七电容相连，第四电容与第五电容并联且都与第九电阻串联，第六电容与第二三极管的发射极相连，第七电容与第二三极管的集电极相连，第二三极管的基极与第十电阻相连，第九电阻与第十电阻并联且都与第二二极管串联且基地；

参考电压单元，其包括电压源、变压器、第十一电阻、第十二电阻、第十三电阻、第八电容、第九电容、第十电容、第三二极管、第四二极管、第五二极管，第十一电阻的一端接地另一端与电压源的负极相连，电压源的正负极分别与第八电容、第九电容相连，第十一电阻与第九电容串联，变压器的第一引脚、第二引脚分别与第八电容、第九电容相连，变压器的第三引脚、第四引脚分别与第十二电阻、第十电容相连，第十二电阻与第三二极管串联，第十二电阻、第三二极管都与第五二极管串联，第十电容与第十三电阻串联，第三二极管与第十三电阻并联且都与第四二极管串联；

保护单元，其包括电压保护芯片、第三三极管、第十四电阻、第十五电阻、第十六电阻、第十一电容、第十二电容、第十三电容、第十四电容、第一晶体管、第二晶体管、第一断路器、第二断路器、第三断路器、第六二极管、第七二极管、第八二极管、第九二极管，电压保护芯片的第一引脚、第二引脚、第三引脚分别与第六二极管、第七二极管、第八二极管相连，第六二极管、第七二极管、第八二极管分别与第十一电容、第十四电阻、第二晶体管串联，第十一电容、第十四电阻、第二晶体管之间并联且都与第一晶体管串联，第十五电阻与第一晶体管串联，电压保护芯片的第四引脚、第五引脚、第六引脚分别与第一断路器、第二断路器、第三断路器相连，第一断路器、第二断路器、第三断路器分别与第十二电容、第十三电容、第十四电容串联，第十二电容与第三三极管的发射极相连，第十三电容与第三三极管的集电极相连，第三三极管的基极与第十六电阻相连，第十四电容与第九二极管串联，第九二极管与第十六电阻串联并接地。

优选地，所述第一晶体管、第二晶体管都是石英制的。

优选地，所述第一断路器、第二断路器、第三断路器都是真空断路器。

优选地，所述电压检测芯片采用的是S-1206B12-I6T2G型号的芯片。

优选地，所述电压保护芯片采用的是R3111N351C-TR-F型号的芯片。

本实用新型的积极进步效果在于：本实用新型解决了现有技术中对大功率IGBT模块短路保护只能通过检测IGBT强电端的驱动器电压而导致的方案单一的问题，从而避免了驱动器强、弱电混合的情况，消除了对控制器存在的安全隐患，进一步地，在短路保护失效或过流非短路状态时，提高了短路保护的可靠性，保护电路更安全。

附图说明

图1为本实用新型的总体结构图。

图2为本实用新型的驱动电压检测单元的电路图。

图3为本实用新型的参考电压单元的电路图。

图4为本实用新型的保护单元的电路图。

具体实施方式

下面结合附图给出本实用新型较佳实施例，以详细说明本实用新型的技术方案。

如图1至图4所示，本实用新型IGBT驱动器的保护电路包括驱动电压检测单元1、参考电压单元2、比较器3、保护单元4，驱动电压检测单元1、参考电压单元2都与比较器3相连，保护单元4与驱动电压检测单元1相连，其中：

驱动电压检测单元1，其包括电压检测芯片A1、第一三极管Q1、第二三极管Q2、第一电阻R1、第二电阻2、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、第九电阻R9、第十电阻R10、第一电容C1、第二电容C2、第三电容C3、第四电容C4、第五电容C5、第六电容C6、第七电容C7、第一二极管D1、第二二极管D2，电压检测芯片A1的第一引脚、第二引脚、第三引脚、第四引脚、第五引脚分别与第一电阻R1、第二电阻2、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5相连，第一电阻R1、第二电阻2、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5分别与第一电容C1、第二电容C2、第一二极管D1、第六电阻R6、第七电阻R7串联，第二电容C2与第一三极管Q1的集电极相连，第一二极管D1与第一三极管Q1的发射极相连，第一三极管Q1的基极与第三电容C3相连，第六电阻R6、第七电阻R7并联且都与第八电阻R8串联，第一电容C1与第三电容C3并联且都与第八电阻R8串联，电压检测芯片A1的第六引脚、第七引脚、第九引脚、第十引脚分别与第四电容C4、第五电容C5、第六电容C6、第七电容C7相连，第四电容C4与第五电容C5并联且都与第九电阻R9串联，第六电容C6与第二三极管Q2的发射极相连，第七电容C7与第二三极管Q2的集电极相连，第二三极管Q2的基极与第十电阻R10相连，第九电阻R9与第十电阻R10并联且都与第二二极管D2串联且基地；

参考电压单元2，其包括电压源E、变压器T1、第十一电阻R11、第十二电阻R12、第十三电阻R13、第八电容C8、第九电容C9、第十电容C10、第三二极管D3、第四二极管D4、第五二极管D5，第十一电阻R11的一端接地另一端与电压源E的负极相连，电压源E的正负极分别与第八电容C8、第九电容C9相连，第十一电阻R11与第九电容C9串联，变压器T1的第一引脚、第二引脚分别与第八电容C8、第九电容C9相连，变压器T1的第三引脚、第四引脚分别与第十二电阻R12、第十电容C10相连，第十二电阻R12与第三二极管D3串联，第十二电阻R12、第三二极管D3都与第五二极管D5串联，第十电容C10与第十三电阻R13串联，第三二极管D3与第十三电阻R13并联且都与第四二极管D4串联；

保护单元4，其包括电压保护芯片A2、第三三极管Q3、第十四电阻R14、第十五电阻R15、第十六电阻R16、第十一电容C11、第十二电容C12、第十三电容C13、第十四电容C14、第一晶体管X1、第二晶体管X2、第一断路器QF1、第二断路器QF2、第三断路器QF3、第六二极管D6、第七二极管D7、第八二极管D8、第九二极管D9，电压保护芯片A2的第一引脚、第二引脚、第三引脚分别与第六二极管D6、第七二极管D7、第八二极管D8相连，第六二极管D6、第七二极管D7、第八二极管D8分别与第十一电容C11、第十四电阻R14、第二晶体管X2串联，第十一电容C11、第十四电阻R14、第二晶体管X2之间并联且都与第一晶体管X1串联，第十五电阻R15与第一晶体管X1串联，电压保护芯片A2的第四引脚、第五引脚、第六引脚分别与第一断路器QF1、第二断路器QF2、第三断路器QF3相连，第一断路器QF1、第二断路器QF2、第三断路器QF3分别与第十二电容C12、第十三电容C13、第十四电容C14串联，第十二电容C12与第三三极管Q3的发射极相连，第十三电容C13与第三三极管Q3的集电极相连，第三三极管Q3的基极与第十六电阻R16相连，第十四电容C14与第九二极管D9串联，第九二极管D9与第十六电阻R16串联并接地。

第一晶体管X1、第二晶体管X2都是石英制的，抗干扰能力更强。

第一断路器QF1、第二断路器QF2、第三断路器QF3都是真空断路器，电路断路效果更好。

电压检测芯片A1采用的是一种S-1206B12-I6T2G型号的芯片，检测流过的电压效果更好。

电压保护芯片A2采用的是一种R3111N351C-TR-F型号的芯片，保护电路更安全。

本实用新型的工作原理如下：驱动电压检测单元1、参考电压单元2都与比较器3相连，参考电压单元2与驱动电压检测单元1相连，保护单元4与比较器3串联，这样通过检测IGBT的驱动器电压，解决了现有技术中对大功率IGBT模块短路保护只能通过检测IGBT强电端的驱动器电压而导致的方案单一的问题，从而避免了驱动器强、弱电混合的情况，消除了对控制器存在的安全隐患，进一步地，在短路保护失效或过流非短路状态时，提高了短路保护的可靠性。驱动电压检测单元用于检测驱动器电压，参考电压单元发出参考电压，比较器将参考电压与检测电压进行比较，保护单元根据比较结果确定是否启动对IGBT的短路保护，这样对电路的保护效果更好。第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻、第七电阻、第八电阻、第九电阻、第十电阻、第十一电阻、第十二电阻、第十三电阻、第十四电阻、第十五电阻、第十六电阻具有阻流的作用，让通过的电流更加细小便于控制。第一电容、第二电容、第三电容、第四电容、第五电容、第六电容、第七电容、第八电容、第九电容、第十电容、第十一电容、第十二电容、第十三电容、第十四电容能够储存电流的同时让通过的电流更加稳定。第一二极管、第二二极管、第三二极管、第四二极管、第五二极管、第六二极管、第七二极管、第八二极管、第九二极管有整流作用可以把方向交替变化的交流电变换成单一方向的脉冲直流电。第一晶体管、第二晶体管具有非常好的频率稳定性和抗外界干扰的能力，通过基准频率来控制电路中的频率的准确性。第一断路器、第二断路器、第三断路器当电路电压过大时，对电路进行断路从而保护电路的安全。第一三极管、第二三极管、第三三极管能够放大电流，让流过的电流电压便于检测。变压器可以改变电路中电流电压的大小，提高电路的工作效率。电压源提供参考电压。电压检测芯片检测流过的驱动电压。电压保护芯片当电压过大时对电路进行保护。

以上所述的具体实施例，对本实用新型的解决的技术问题、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实施例而已，并不用于限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种IGBT驱动器的保护电路，其特征在于，其包括驱动电压检测单元、参考电压单元、比较器、保护单元，驱动电压检测单元、参考电压单元都与比较器相连，保护单元与驱动电压检测单元相连，其中：

驱动电压检测单元，其包括电压检测芯片、第一三极管、第二三极管、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻、第七电阻、第八电阻、第九电阻、第十电阻、第一电容、第二电容、第三电容、第四电容、第五电容、第六电容、第七电容、第一二极管、第二二极管，电压检测芯片的第一引脚、第二引脚、第三引脚、第四引脚、第五引脚分别与第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻相连，第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻分别与第一电容、第二电容、第一二极管、第六电阻、第七电阻串联，第二电容与第一三极管的集电极相连，第一二极管与第一三极管的发射极相连，第一三极管的基极与第三电容相连，第六电阻、第七电阻并联且都与第八电阻串联，第一电容与第三电容并联且都与第八电阻串联，电压检测芯片的第六引脚、第七引脚、第九引脚、第十引脚分别与第四电容、第五电容、第六电容、第七电容相连，第四电容与第五电容并联且都与第九电阻串联，第六电容与第二三极管的发射极相连，第七电容与第二三极管的集电极相连，第二三极管的基极与第十电阻相连，第九电阻与第十电阻并联且都与第二二极管串联且基地；

参考电压单元，其包括电压源、变压器、第十一电阻、第十二电阻、第十三电阻、第八电容、第九电容、第十电容、第三二极管、第四二极管、第五二极管，第十一电阻的一端接地另一端与电压源的负极相连，电压源的正负极分别与第八电容、第九电容相连，第十一电阻与第九电容串联，变压器的第一引脚、第二引脚分别与第八电容、第九电容相连，变压器的第三引脚、第四引脚分别与第十二电阻、第十电容相连，第十二电阻与第三二极管串联，第十二电阻、第三二极管都与第五二极管串联，第十电容与第十三电阻串联，第三二极管与第十三电阻并联且都与第四二极管串联；

保护单元，其包括电压保护芯片、第三三极管、第十四电阻、第十五电阻、第十六电阻、第十一电容、第十二电容、第十三电容、第十四电容、第一晶体管、第二晶体管、第一断路器、第二断路器、第三断路器、第六二极管、第七二极管、第八二极管、第九二极管，电压保护芯片的第一引脚、第二引脚、第三引脚分别与第六二极管、第七二极管、第八二极管相连，第六二极管、第七二极管、第八二极管分别与第十一电容、第十四电阻、第二晶体管串联，第十一电容、第十四电阻、第二晶体管之间并联且都与第一晶体管串联，第十五电阻与第一晶体管串联，电压保护芯片的第四引脚、第五引脚、第六引脚分别与第一断路器、第二断路器、第三断路器相连，第一断路器、第二断路器、第三断路器分别与第十二电容、第十三电容、第十四电容串联，第十二电容与第三三极管的发射极相连，第十三电容与第三三极管的集电极相连，第三三极管的基极与第十六电阻相连，第十四电容与第九二极管串联，第九二极管与第十六电阻串联并接地。

2.如权利要求1所述的IGBT驱动器的保护电路，其特征在于，所述第一晶体管、第二晶体管都是石英制的晶体管。

3.如权利要求1所述的IGBT驱动器的保护电路，其特征在于，所述第一断路器、第二断路器、第三断路器都是真空断路器。

4.如权利要求1所述的IGBT驱动器的保护电路，其特征在于，所述电压检测芯片采用的是S-1206B12-I6T2G型号的芯片。

5.如权利要求1所述的IGBT驱动器的保护电路，其特征在于，所述电压保护芯片采用的是R3111N351C-TR-F型号的芯片。