CN219068180U - 一种Vce阀值可调IGBT驱动保护电路 - Google Patents

Abstract

一种Vce阀值可调IGBT驱动保护电路，包括；MCU；控制电路单元，与所述MCU连接，用于输出以及接收信号；Vce检测电路，与所述控制电路单元连接，用于检测IGBT开通状态时的Vce电压值；驱动电路，与所述控制电路单元连接，并发送信号驱动IGBT工作，正常工作时MCU将控制信号给到控制电路单元控制IGBT工作，当所述Vce检测电路检测到IGBT的Vce超过设定的阀值时，IGBT发生过流，所述Vce检测电路将信号给到控制电路单元，控制电路单元给驱动电路关断信号关断IGBT，同时将故障信号反馈到MCU。

Description

一种Vce阀值可调IGBT驱动保护电路

技术领域

本实用新型涉及IGBT驱动领域，尤其涉及一种Vce阀值可调IGBT驱动保护电路。

背景技术

在变频器、照明电路、不间断电源等电力电子装置中IGBT作为主要功率开关器件，其工作性能尤其是保护的可靠性直接影响到整个装置的稳定，因此IGBT驱动行业中有很多不同驱动保护电路，其中Vce短路保护是一种典型保护方式。然而很多Vce保护电路中Vce阀值电压受驱动芯片限制不可控，导致在部分应用场景中受Vce尖峰影响干扰，容易出现误报警情况。

实用新型内容

为解决上述问题，本技术方案提供一种Vce阀值可调IGBT驱动保护电路。

为实现上述目的，本技术方案如下：

一种Vce阀值可调IGBT驱动保护电路，包括；

MCU；

控制电路单元，与所述MCU连接，用于输出以及接收信号；

Vce检测电路，与所述MCU连接，用于检测IGBT开通状态时的Vce电压值；

驱动电路，与所述控制电路单元连接，并发送信号驱动IGBT工作。

在一些实施例中，所述控制电路单元包括；

控制单元PC1；

所述控制单元PC1的故障输出端与所述MCU连接，所述故障输出端还分别通过电阻R5以及电容C3连接在VCC端上，所述VCC端通过电容C1接地，所述控制单元PC1的供电端与所述VCC端连接；

所述控制单元PC1的PWM端分别通过电阻R7以及电阻R11与所述MCU连接，所述电阻R7与电阻R11之间连接有电阻R9以及电容C5。

在一些实施例中，所述Vce检测电路包括；

输入电压；

所述输入电压依次通过电阻R2、电阻R3、稳压二极管ZD1以及二极管D1与IGBT连接；

所述输入电压还通过电阻R1与所述控制单元PC1连接；

所述电阻R2的一端与三极管TR1的基极连接，另一端与所述三极管TR1的发射极连接，所述三极管TR1的集电极依次通过电阻R4以及电阻R6接地；

所述电阻R6的一端与场三极管TR2的基极连接，所述电阻R6的另一端与所述场三极管TR2的发射极连接，所述三极管TR2的集电极与所述电阻R1连接，所述场三极管TR2的集电极与发射极上还连接有电容C2。

在一些实施例中，所述驱动电路包括；

与所述控制单元PC1输出端连接的电阻R8，所述电阻R8分别通过电容C6以及电阻R10接地，所述电阻R8还依次通过稳压二极管ZD2以及稳压二极管ZD3接地；

所述电阻R8还与IGBT连接。

在一些实施例中，所述稳压二极管ZD2和稳压二极管ZD3反向串联。

本申请有益效果为：

本实用新型的IGBT驱动保护电路中，工作时MCU输出PWMA+、PWMA-一对互补PWM信号到驱动芯片PC3中，PC3输出有驱动IGBT能力信号驱动IGBT。正常工作IGBT开通时，Vce电压较低，稳压二极管ZD1击穿，三极管TR1开通，三极管TR2开通，当IGBT流经大电流时，IGBT进入退保和状态，Vce升高，稳压二极管ZD1不工作，TR1进入关断状态，TR2关断。+15V通过R1给C2充电，PC3引脚14电压升高，达到PC3限定电压后PC3通过引脚3输出故障信号到MCU，同时PC3对IGBT进行软关断，防止IGBT热损坏，MCU收到故障信号后封锁驱动芯片输出。根据使用场景不同，选择不同稳压电压的稳压二极管ZD1，可对不同的Vce电压值进行保护，可有效提高Vce尖峰影响抗干扰能力，增加装置的可靠性和稳定性。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍。

图1是本实用新型实施例的方框结构示意图；

图2是本实用新型实施例的原理图结构示意图。

具体实施方式

为了使本实用新型所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

请参照图1-2所示，一种Vce阀值可调IGBT驱动保护电路，包括；MCU；控制电路单元，与所述MCU连接，用于输出以及接收信号；Vce检测电路，与所述控制电路单元连接，用于检测IGBT开通状态时的Vce电压值；驱动电路，与所述控制电路单元连接，并发送信号驱动IGBT工作，正常工作时MCU将控制信号给到控制电路单元控制IGBT工作，当所述Vce检测电路检测到IGBT的Vce超过设定的阀值时，IGBT发生过流，所述Vce检测电路将信号给到控制电路单元，控制电路单元给驱动电路关断信号关断IGBT，同时将故障信号反馈到MCU。

具体的说，所述控制电路单元包括；控制单元PC1；所述控制单元PC1的故障输出端与所述MCU连接，所述故障输出端还分别通过电阻R5以及电容C3连接在VCC端上，所述VCC端通过电容C1接地，所述控制单元PC1的供电端与所述VCC端连接；所述控制单元PC1的PWM端分别通过电阻R7以及电阻R11与所述MCU连接，所述电阻R7与电阻R11之间连接有电阻R9以及电容C5。

进一步的说，所述Vce检测电路包括；输入电压；所述输入电压依次通过电阻R2、电阻R3、稳压二极管ZD1以及二极管D1与IGBT连接；所述输入电压还通过电阻R1与所述控制单元PC1连接；所述电阻R2的一端与三极管TR1的控制端连接，另一端与所述三极管TR1的第一导通端连接，所述三极管TR1的第二导通端依次通过电阻R4以及电阻R6接地；所述电阻R6的一端与三极管TR2的导通端连接，所述电阻R6的另一端与所述三极管TR2的第二导通端连接，所述三极管TR2的第一导通端与所述电阻R1连接，所述三极管TR2的第一导通端与第二导通端上还连接有电容C2。

进一步的说，所述驱动电路包括；与所述控制单元PC1输出端连接的电阻R8，所述电阻R8分别通过电容C6以及电阻R10接地，所述电阻R8还依次通过稳压二极管ZD2以及稳压二极管ZD3接地；所述电阻R8还与IGBT连接。

进一步的说，所述稳压二极管ZD2和稳压二极管ZD3反向串联。

所述控制电路单元包含、驱动芯片PC1电容C1、电容C3、电容C4、电容C5、电容C7、电阻R5、电阻R7、电阻R9、电阻R11；所述驱动芯片PC1引脚2连接原边供电电源端VCC，同时连接所述电容C1一端，所述电容C1连接到原边供电电源地。所述驱动芯片PC1引脚1与引脚4短接到原边供电电源地。所述驱动芯片PC1引脚3输出故障反馈信号FAULT，同时连接所述电阻R5与所述电容C3，所述电阻R5与所述电容C3另一端短接连接到供电电源VCC实现对信号FAULT上拉。所述驱动芯片PC1引脚5与引脚8相连并连接到电阻R7、电阻R9与电容C5，电阻R9与电容C5另一端短接并同时与R11与PC1引脚6、引脚7相连，电阻R7、R11分别连接MCU的控制信号PWMA+、PWMA-。

所述驱动芯片PC1引脚9、引脚10、引脚12短接并连接到电容C7、副边供电电源-5V,C7另一端连接到副边供电电源地。PC1引脚13连接到电容C4、原边供电电源+15V，电容C4另一端连接到副边供电电源地。PC1引脚11连接到所述驱动电路单元，输出IGBT控制信号到驱动电路单元驱动IGBT工作。PC1引脚14连接所述Vce检测电路，监测Vce检测电路工作状态。

所述驱动电路单元包括电阻R8、电阻R10、电容C6、稳压二极管ZD2、稳压二极管ZD2、绝缘栅双极型晶体管(IGBT)TR3；电阻R8一端连接所述所述控制电路单元输出驱动信号，另一分别连接到端连接电容C6、电阻R10、稳压二极管ZD2阴极、绝缘栅双极型晶体管TR3栅极；电容C6、电阻R10另一端相连并连接到绝缘栅双极型晶体管TR3发射极，绝缘栅双极型晶体管TR3发射极连接到副边供电电源地；稳压二极管ZD2阳极与稳压二极管ZD3阳极相连，ZD3阴极相连连接绝缘栅双极型晶体管TR3发射极，稳压二极管ZD2、ZD3反向串联后连接在绝缘栅双极型晶体管TR3栅极与发射极两端，保护IGBT驱动电压尖峰损坏IGBT。

所述Vce检测电路包含电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R6、电容C2、三极管TR2、稳压二极管ZD1、二极管D1；电阻R1一端连接到副边供电电源+15V，另一端分别与电容C2、三极管TR2集电极连接，同时与所述IGBT驱动电路相连。电容C2另一端与三极管TR2发射极相连并连接到副边供电电源地。三极管TR2基极分别与电阻R4、电阻R6一端相连，R6另一端连接原边供电电源地，R4另一端与三极管TR1集电极相连；三极管TR1发射极与电阻R2相连并连接到副边供电电源+15V，三极管基极与电阻R2另一端、电阻R3相连；电阻R3另一端与稳压二极管ZD1阴极相连，稳压二极管阳极连接到二极管D1阳极，二极管阴极连接所述IGBT驱动电路中绝缘栅双极型晶体管TR3集电极。

具体地说该电路工作时MCU输出PWMA+、PWMA-一对互补PWM信号到驱动芯片PC3中，PC3输出有驱动IGBT能力信号经驱动IGBT。当驱动IGBT开通时，Vce电压较低，稳压二极管ZD1击穿，三极管TR1开通，三极管TR2开通，当IGBT流经大电流时，IGBT进入退保和状态，Vce升高，稳压二极管ZD1不工作，TR1进入关断状态，TR2关断。+15V通过R1给C2充电，PC3引脚14电压升高，达到PC3限定电压后PC3通过引脚3输出故障信号到MCU，同时PC3对IGBT进行软关断，防止IGBT热损坏，MCU收到故障信号后封锁驱动芯片输出。根据使用场景不同，选择不同稳压电压的稳压二极管ZD1，可对不同的Vce电压值进行保护，可有效提高Vce尖峰影响抗干扰能力，增加装置的可靠性和稳定性。

以上所述仅为本申请的较佳实施例，并非用来限定本申请实施的范围，其他凡其原理和基本结构与本申请相同或近似的，均在本申请的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种Vce阀值可调IGBT驱动保护电路，其特征在于，包括；

MCU；

控制电路单元，与所述MCU连接，用于输出以及接收信号；

Vce检测电路，与所述MCU连接，用于检测IGBT开通状态时的Vce电压值；

驱动电路，与所述控制电路单元连接，并发送信号驱动IGBT工作。

2.根据权利要求1所述的一种Vce阀值可调IGBT驱动保护电路，其特征在于：所述控制电路单元包括；

控制单元PC1；

所述控制单元PC1的故障输出端与所述MCU连接，所述故障输出端还分别通过电阻R5以及电容C3连接在VCC端上，所述VCC端通过电容C1接地，所述控制单元PC1的供电端与所述VCC端连接；

所述控制单元PC1的PWM端分别通过电阻R7以及电阻R11与所述MCU连接，所述电阻R7与电阻R11之间连接有电阻R9以及电容C5。

3.根据权利要求2所述的一种Vce阀值可调IGBT驱动保护电路，其特征在于：所述Vce检测电路包括；

输入电压；

所述输入电压依次通过电阻R2、电阻R3、稳压二极管ZD1以及二极管D1与IGBT连接；

所述输入电压还通过电阻R1与所述控制单元PC1连接；

所述电阻R2的一端与三极管TR1的基极连接，另一端与所述三极管TR1的发射极连接，所述三极管TR1的集电极依次通过电阻R4以及电阻R6接地；

所述电阻R6的一端与场三极管TR2的基极连接，所述电阻R6的另一端与所述场三极管TR2的发射极连接，所述三极管TR2的集电极与所述电阻R1连接，所述场三极管TR2的集电极与发射极上还连接有电容C2。

4.根据权利要求3所述的一种Vce阀值可调IGBT驱动保护电路，其特征在于：所述驱动电路包括；

与所述控制单元PC1输出端连接的电阻R8，所述电阻R8分别通过电容C6以及电阻R10接地，所述电阻R8还依次通过稳压二极管ZD2以及稳压二极管ZD3接地；

所述电阻R8还与IGBT连接。

5.根据权利要求4所述的一种Vce阀值可调IGBT驱动保护电路，其特征在于：所述稳压二极管ZD2和稳压二极管ZD3反向串联。

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