CN211456678U - 一种igbt保护电路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及电子电路技术领域，具体涉及一种IGBT保护电路，包括IGBT、控制器、驱动电路和检测电路，控制器：用于向驱动电路输出第一控制信号或第二控制信号，第一控制信号用于控制驱动电路向IGBT输出驱动电压，第二控制信号用于控制驱动电路不向IGBT输出驱动电压，且第一控制信号与第二控制信号交替变换；驱动电路：根据控制器产生的第一控制信号或第二控制信号决定是否向IGBT输出驱动电压；检测电路：用于检测电路工作时的峰值电压并与基准电压比较判断是否停止IGBT工作，本实用新型结构简单，成本低，降低了了IGBT过流引起事故的可能性，具有很好地实用性。
Description
技术领域
本实用新型涉及电子电路技术领域，具体涉及一种IGBT保护电路。
背景技术
IGBT全称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，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。
在实际使用时，为了防止IGBT短路引起元器件本身损坏甚至影响电路功能，往往设置检测电路对IGBT的工作电流进行实时监控，但是，现有的IGBT检测电路构成复杂，元器件繁多，并且需要选用相应的驱动芯片，价格昂贵，大大地增加了生产成本；同时IGBT使用时需连接外部器件，外部器件的损坏其无法正常检测驱动电路提供的驱动电压的电压值，使得IGBT在驱动电压较低时持续导通，降低了使用安全性。
实用新型内容
解决的技术问题
针对现有技术所存在的上述缺点，本实用新型提供了一种IGBT保护电路，解决了IGBT检测电路构成复杂，元器件繁多，并且需要选用相应的驱动芯片，价格昂贵，大大地增加了生产成本；同时IGBT使用时需连接外部器件，外部器件的损坏其无法正常检测驱动电路提供的驱动电压的电压值，使得IGBT在驱动电压较低时持续导通，降低了使用安全性的问题。
技术方案
为实现以上目的，本实用新型通过以下技术方案予以实现：
一种IGBT保护电路，包括IGBT、控制器、驱动电路和检测电路，
控制器：用于向所述驱动电路输出第一控制信号或第二控制信号，第一控制信号用于控制所述驱动电路向所述IGBT输出驱动电压，第二控制信号用于控制所述驱动电路不向所述IGBT输出驱动电压，且第一控制信号与所述第二控制信号交替变换；
驱动电路：根据控制器产生的第一控制信号或第二控制信号决定是否向所述IGBT输出驱动电压；
检测电路：用于检测电路工作时的峰值电压并与基准电压比较判断是否停止IGBT工作。
更进一步地，所述控制器包括同步比较器A1、控制信号输出电路和控制芯片，所述同步比较器A1和控制信号输出电路集成在控制芯片上。
更进一步地，所述驱动电路包括与IGBT栅极共同连接的电阻R6和电阻R7，且电阻R6的另一端接二极管D3负极，所述二极管D3正极和电阻R7的另一端与IGBT的射极共同接地，所述二极管D3负极同时接电阻R8和三极管Q3射极，所述电阻R8的另一端接三极管Q2射极，所述三极管Q2集电极与基极之间接有电阻R9，同时三极管Q2基极和三极管Q3基极连接有并联的三极管Q1和电容C3，所述三极管Q1射极和电容C3的另一端与三极管Q3的集电极共同接地，所述三极管Q2集电极和三极管Q1基极之间连接有电阻R10和电阻R11，所述电阻R10和电阻R11之间的节点与控制器连接。
更进一步地，所述检测电路包括与IGBT集电极连接的二极管D2，所述二极管D2正极接电阻R4，所述电阻R4的另一端同时接电阻R5、电阻R3和电容C1，且电阻R5另一端输入工作电压，电容C1的另一端接地，所述电阻R3另一端同时接电阻R2、电容C2、二极管D1和二极管D4，且电阻R2和电容C2共同接地，所述二极管D1负极接电阻R1，所述电阻R1另一端接比较器A2的输入端，所述比较器A2的输出端接电阻R12和电源。
有益效果
采用本实用新型提供的技术方案，与已知的公有技术相比，具有如下有益效果：
1、本实用新型的检测电路可以比较工作时的峰值电压与基准电压，若峰值电压大于基准电压时，产生控制信号控制IGBT停止工作，有效避免了IGBT工作电流过大引起安全问题，结构简单，成本低，具有很好地实用性。
2、本实用新型通过驱动电路和控制器的配合实现了在驱动电路提供的电压下降到预设电压时，禁止IGBT继续不饱和导通的功能，从而降低IGBT的损耗，保护IGBT，从而保护了IGBT的使用载体
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本实用新型的电路结构示意图。
具体实施方式
为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。
下面结合实施例对本实用新型作进一步的描述。
实施例
本实施例的一种IGBT保护电路，参照图1：包括IGBT、控制器、驱动电路和检测电路，
控制器：用于向驱动电路输出第一控制信号或第二控制信号，第一控制信号用于控制驱动电路向IGBT输出驱动电压，第二控制信号用于控制驱动电路不向IGBT输出驱动电压，且第一控制信号与第二控制信号交替变换；
驱动电路：根据控制器产生的第一控制信号或第二控制信号决定是否向IGBT输出驱动电压；
检测电路：用于检测电路工作时的峰值电压并与基准电压比较判断是否停止IGBT工作。
其中，控制器包括同步比较器A1、控制信号输出电路和控制芯片，同步比较器A1和控制信号输出电路集成在控制芯片上；驱动电路包括与IGBT栅极共同连接的电阻R6和电阻R7，且电阻R6的另一端接二极管D3负极，二极管D3正极和电阻R7的另一端与IGBT的射极共同接地，二极管D3负极同时接电阻R8和三极管Q3射极，电阻R8的另一端接三极管Q2射极，三极管Q2集电极与基极之间接有电阻R9，同时三极管Q2基极和三极管Q3基极连接有并联的三极管Q1和电容C3，三极管Q1射极和电容C3的另一端与三极管Q3的集电极共同接地，三极管Q2集电极和三极管Q1基极之间连接有电阻R10和电阻R11，电阻R10和电阻R11之间的节点与控制器连接；检测电路包括与IGBT集电极连接的二极管D2，二极管D2正极接电阻R4，电阻R4的另一端同时接电阻R5、电阻R3和电容C1，且电阻R5另一端输入工作电压，电容C1的另一端接地，电阻R3另一端同时接电阻R2、电容C2、二极管D1和二极管D4，且电阻R2和电容C2共同接地，二极管D1负极接电阻R1，电阻R1另一端接比较器A2的输入端，比较器A2的输出端接电阻R12和电源。
工作原理：在检测电路中，限流电阻R5和二极管D2组成检测回路，限流电阻R5用于防止IGBT对应的检测回路的过流，二极管D2起到了电流的反向截止作用；限流电阻R5和延时电容C1组成延时电路，电压源端接延时电容C3，在IGBT刚刚接通时，为C3充电，而电容C3的充电时间可以避开对IGBT在处于开通区间时的高电压的采集，保证了整个保护电路的运作准确性；电阻R4和电容C1组成第一滤波电路；二极管D1组成或门电路；电阻R2和电阻R3起到分压作用；电阻R2和电容C2组成第二滤波电路；二极管D4起到自锁作用；检测电路在电阻R4和R5的节点获取峰值电压，并通过比较器A2与基准电压对比，若峰值电压大于基准电压时，产生控制信号控制IGBT停止工作，有效避免了IGBT工作电流过大引起安全问题，结构简单，成本低，具有很好地实用性
驱动电路无法向IGBT输出驱动电压时，通过控制器中的驱动电压比较器获取驱动电压，并判断驱动电压的大小，在驱动电压小于或等于预设电压时，通过控制器中的控制信号输出电路控制驱动电路禁止向IGBT输出驱动电压，实现了在驱动电路提供的驱动电压下降到预设电压时，禁止IGBT继续不饱和导通的功能，从而降低IGBT的损耗，保护IGBT使用的载体。
以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不会使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (4)
1.一种IGBT保护电路，其特征在于：包括IGBT、控制器、驱动电路和检测电路，
控制器：用于向所述驱动电路输出第一控制信号或第二控制信号，第一控制信号用于控制所述驱动电路向所述IGBT输出驱动电压，第二控制信号用于控制所述驱动电路不向所述IGBT输出驱动电压，且第一控制信号与所述第二控制信号交替变换；
驱动电路：根据控制器产生的第一控制信号或第二控制信号决定是否向所述IGBT输出驱动电压；
检测电路：用于检测电路工作时的峰值电压并与基准电压比较判断是否停止IGBT工作。
2.根据权利要求1所述的一种IGBT保护电路，其特征在于，所述控制器包括同步比较器A1、控制信号输出电路和控制芯片，所述同步比较器A1和控制信号输出电路集成在控制芯片上。
3.根据权利要求1所述的一种IGBT保护电路，其特征在于，所述驱动电路包括与IGBT栅极共同连接的电阻R6和电阻R7，且电阻R6的另一端接二极管D3负极，所述二极管D3正极和电阻R7的另一端与IGBT的射极共同接地，所述二极管D3负极同时接电阻R8和三极管Q3射极，所述电阻R8的另一端接三极管Q2射极，所述三极管Q2集电极与基极之间接有电阻R9，同时三极管Q2基极和三极管Q3基极连接有并联的三极管Q1和电容C3，所述三极管Q1射极和电容C3的另一端与三极管Q3的集电极共同接地，所述三极管Q2集电极和三极管Q1基极之间连接有电阻R10和电阻R11，所述电阻R10和电阻R11之间的节点与控制器连接。
4.根据权利要求1所述的一种IGBT保护电路，其特征在于，所述检测电路包括与IGBT集电极连接的二极管D2，所述二极管D2正极接电阻R4，所述电阻R4的另一端同时接电阻R5、电阻R3和电容C1，且电阻R5另一端输入工作电压，电容C1的另一端接地，所述电阻R3另一端同时接电阻R2、电容C2、二极管D1和二极管D4，且电阻R2和电容C2共同接地，所述二极管D1负极接电阻R1，所述电阻R1另一端接比较器A2的输入端，所述比较器A2的输出端接电阻R12和电源。
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2020
- 2020-04-01 CN CN202020459122.8U patent/CN211456678U/zh active Active
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