KR100235559B1 - Power protection circuit for insulated gate bipolar transistor - Google Patents

Power protection circuit for insulated gate bipolar transistor Download PDF

Info

Publication number
KR100235559B1
KR100235559B1 KR1019960030924A KR19960030924A KR100235559B1 KR 100235559 B1 KR100235559 B1 KR 100235559B1 KR 1019960030924 A KR1019960030924 A KR 1019960030924A KR 19960030924 A KR19960030924 A KR 19960030924A KR 100235559 B1 KR100235559 B1 KR 100235559B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
output
comparator
transistor
unit
flip
Prior art date
Application number
KR1019960030924A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR980011465A (en
Inventor
이정붕
Original Assignee
이형도
삼성전기주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 이형도, 삼성전기주식회사 filed Critical 이형도
Priority to KR1019960030924A priority Critical patent/KR100235559B1/en
Publication of KR980011465A publication Critical patent/KR980011465A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR100235559B1 publication Critical patent/KR100235559B1/en

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03KPULSE TECHNIQUE
    • H03K17/00Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking
    • H03K17/08Modifications for protecting switching circuit against overcurrent or overvoltage
    • H03K17/081Modifications for protecting switching circuit against overcurrent or overvoltage without feedback from the output circuit to the control circuit
    • H03K17/08116Modifications for protecting switching circuit against overcurrent or overvoltage without feedback from the output circuit to the control circuit in composite switches
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03KPULSE TECHNIQUE
    • H03K17/00Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking
    • H03K17/51Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the components used
    • H03K17/56Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the components used by the use, as active elements, of semiconductor devices
    • H03K17/567Circuits characterised by the use of more than one type of semiconductor device, e.g. BIMOS, composite devices such as IGBT

Landscapes

  • Electronic Switches (AREA)

Abstract

[목적][purpose]

본 발명은 IGBT의 콜렉터 단에 흐르는 과전류를 정밀하게 검출함으로써 IGBT 게이트 전압을 서서히 변화하도록 소프트하게 차단하여 후단의 회로에 오동작을 방지하기 위한 것이다.The present invention precisely detects the overcurrent flowing through the collector stage of the IGBT to softly block the IGBT gate voltage so as to change gradually, thereby preventing malfunction in the circuits at the later stage.

[구성][Configuration]

본 발명은 단락전류방지와 과전류방지를 위한 감지신호와 입력신호를 제어하는 제1비교기, 제2비교기, 제3비교기, 제1플립플롭으로 구성되는 감지부와, 상기 검출된 감지신호를 제1버퍼를 통하여 일정기간동안 지연하는 제1지연회로와, 상기 제1지연회로의 출력에 의하여 제어되는 제4비교기, 상기 제4비교기로 제어되는 제2플립플롭과 제2반전기를 통하여 제3버퍼로 연결되고, 상기 검출된 감지신호를 제2버퍼를 통하여 일정기간 동안 지연하는 제2지연회로, 상기 제2지연회로의 출력에 의하여 제어되는 제5비교기, 상기 제5비교기에 의하여 제어되는 제3플립플롭을 포함하여 구성되는 제어부와, 상기 감지부와 제어부에서의 출력으로 제어되는 제1트랜지스터부, 제2트랜지스터부, 제3트랜지스터부와 상기 제1, 2, 3 트랜지스터부(31)(32)(33)로 제어되는 IGBT부를 포함하는 출력부로 구성된다.The present invention provides a sensing unit comprising a first comparator, a second comparator, a third comparator, and a first flip-flop for controlling a sensing signal and an input signal for preventing short-circuit current and over-current, and detecting the detected sensing signal in a first manner. A first delay circuit which is delayed for a predetermined period through the buffer, a fourth comparator controlled by the output of the first delay circuit, a second flip flop controlled by the fourth comparator and a second inverter to the third buffer; A second delay circuit connected to the second delay circuit for delaying the detected detection signal through a second buffer for a predetermined period, a fifth comparator controlled by an output of the second delay circuit, and a third flip controlled by the fifth comparator A control unit including a flop, a first transistor unit, a second transistor unit, a third transistor unit, and the first, second, and third transistor units 31, 32 controlled by an output from the sensing unit and the control unit. IGBT section controlled by 33 It is composed of an output unit including a.

Description

게이트 절연 트랜지스터 파워 보호회로Gate Insulated Transistor Power Protection Circuit

제1도는 종래기술에서의 회로도.1 is a circuit diagram in the prior art.

제2도는 본 발명의 IGBT 보호회로도이다.2 is an IGBT protection circuit diagram of the present invention.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings

100 : 감지부 200 : 제어부100 detection unit 200 control unit

300 : 출력부300: output unit

11, 12, 13 : 제1비교기, 제2비교기, 제3비교기11, 12, 13: first comparator, second comparator, third comparator

14 : 제1플립플롭 15 : 제1반전기14: first flip-flop 15: first half electric

21 : 제1버퍼 22 : 제2버퍼21: the first buffer 22: the second buffer

23 : 제1지연회로 24 : 제2지연회로23: first delay circuit 24: second delay circuit

25 : 제4비교기 26 : 제5비교기25: fourth comparator 26: fifth comparator

27a : 제2플립플롭 27b : 제3플립플롭27a: second flip flop 27b: third flip flop

28a : 제2반전기 28b : 제3반전기28a: Second semi-circuit 28b: Third semi-circuit

29 : 제3버퍼 34 : IGBT부29: third buffer 34: IGBT unit

31, 32, 33 : 제1트랜지스터부, 제2트랜지스터부, 제3트랜지스터부31, 32, 33: first transistor section, second transistor section, third transistor section

본 발명은 게이트 절연 트랜지스터(IGBT : Insulated Gate Bipolar Transistor; 이하 IGBT라 한다) 파워 보호회로에 관한 것으로, IGBT 파워의 콜렉터(Collector)단에 과전류가 흐르는 경우에 상기 과전류를 검출하여 IGBT의 게이트(Gate)를 차단함으로써 파워의 안정화를 하는 게이트 절연 트랜지스터 파워 보호회로에 관한 것이다.The present invention relates to a gate protection transistor (IGBT: Insulated Gate Bipolar Transistor (IGBT)) power protection circuit, and when the overcurrent flows to the collector terminal of the IGBT power, it detects the overcurrent and gates the gate of the IGBT. And a gate insulating transistor power protection circuit for stabilizing power by cutting off).

일반적으로 IGBT 회로는 트랜지스터로 구성되어 고전력용으로 사용되는 회로로서, 트랜지스터의 에미터를 2개로 구성하고 두개의 에미터 중에서 하나의 에미터에 저항을 사용하여서 고전압을 충부히 낮추어서 회로에서 사용할 수 있도록 상기와 같이 저항을 사용하여 에미터의 전류를 감지함으로써, 상기 감지된 전류를 감지입력으로 궤환하여 과전류 및 단락전류로 야기되는 오동작을 방지할 수 있도록 사용한다.In general, an IGBT circuit is composed of transistors and used for high power, and consists of two emitters of transistors and uses a resistor on one of the two emitters to sufficiently lower the high voltage so that the circuit can be used in the circuit. By sensing the current of the emitter by using a resistor as described above, the sensed current is fed back to the sense input to prevent malfunction caused by overcurrent and short circuit current.

제1도는 종래기술에서의 회로도로서, 단락전류방지(Short Current Protection; SCP)와 과전류방지(Over Current Protection; OCP)를 위한 감지신호를 검출하는 감지부(100)와, 상기 검출된 감지신호를 일정기간 동안 지연하고 제어하는 제어부(200)와, 상기 지연되고 제어된 감지신호를 상기 감지부(100)와 연동하여 출력하는 출력부(300)로 구성된다.FIG. 1 is a circuit diagram of the related art. The detection unit 100 detects detection signals for short current protection (SCP) and over current protection (OCP), and the detected detection signal. The controller 200 is configured to delay and control a predetermined time period, and the output unit 300 outputs the delayed and controlled sensing signal in association with the sensing unit 100.

상기 감지부(100)는 단락전류방지 검출기능을 갖는 제1비교기(11)와, 과전류방지 검출기능을 갖는 제2비교기(12)와, 입력신호와 상기 제2비교기(12)의 출력을 제어하는 제1플립플롭(14)과, 상기 제1플립플롭(14)의 출력단에 연결되어 신호를 반전하는 제1반전기(15)로 구성된다.The sensing unit 100 controls the first comparator 11 having the short-circuit current prevention detection function, the second comparator 12 having the overcurrent protection detection function, an input signal, and an output of the second comparator 12. A first flip flop 14 and a first inverter 15 connected to an output terminal of the first flip flop 14 to invert a signal.

상기 제어부(200)는 상기 제1감지부(100)에서의 출력을 입력으로 하여 제어하는 OR게이트인 제1버퍼(21)와, 상기 제1버퍼(21)의 신호를 일정시간 지연시키는 제1지연회로(23)와, 상기 제1지연회로(23)와 입력신호를 제어하는 제2플립플롭(27a)과 상기 제2플립플롭(27a)의 출력을 반전시키는 제2반전기(28a)와, 상기 제2반전기(28b)와 입력신호를 제어하는 OR게이트인 제2버퍼(29)로 구성된다.The control unit 200 is a first buffer 21 which is an OR gate for controlling the output of the first sensing unit 100 as an input, and a first delaying signal of the first buffer 21 for a predetermined time. A delay circuit 23, a second flip-flop 27a for controlling the first delay circuit 23 and an input signal, and a second inverter 28a for inverting the outputs of the second flip-flop 27a; And a second buffer 29, which is an OR gate for controlling the input signal.

상기 출력부는(300)는 상기 제어부(200)의 출력을 제어하는 제1트랜지스터부(31)와, 상기 감지부(100)의 또 다른 출력을 제어하는 제2트랜지스터부(32)와, 상기 제1트랜지스터부(31)와 제2트랜지스터부(32)로 제어되어 출력하는 IGBT(34)로 구성된다.The output unit 300 may include a first transistor unit 31 for controlling the output of the controller 200, a second transistor unit 32 for controlling another output of the sensing unit 100, and the second transistor unit 32. It consists of an IGBT 34 which is controlled by the 1st transistor part 31 and the 2nd transistor part 32, and outputs it.

상기와 같이 구성된 종래기술의 회로에서, IGBT(34) 전류가 53A 이상 흐르는 경우에 있어서, IGBT 전류 감지 단자인 감지 입력(Sensing Input)의 전압이 과전류로 감지될 때, 상기 감지부(100)의 제1비교기(11)와 제2비교기(12)의 입력전압이 0.5V 이상이면, 과전류방지(OCP; 이하 OCP라 한다) 동작을 하고, 0.75V 이상이면 단락전류방지(SCP; 이하 SCP라 한다) 동작을 한다. 상기와 같이 동작을 하는 경우에 잡음에 의한 피크(Peak) 전류에 의한 오동작을 방지하기 위하여 약 10㎲의 지연 후에 제어부(200) 출력단 (가) 지점의 신호가 하이(High)로 된다.In the circuit of the related art configured as described above, when the current of the IGBT 34 flows more than 53A, when the voltage of the sensing input, which is the IGBT current sensing terminal, is detected as overcurrent, If the input voltage of the first comparator 11 and the second comparator 12 is 0.5V or more, an overcurrent protection (OCP; hereinafter OCP) operation is performed, and if it is 0.75V or more, a short circuit current prevention (SCP; hereinafter SCP) is called. ) To operate. In the above operation, in order to prevent malfunction due to peak current due to noise, the signal at the output terminal (a) of the controller 200 becomes high after a delay of about 10 ms.

그러면 입력신호와는 관계없이 출력은 항상 로우(Low)가 되어 상기 OCP, SCP 동작으로 상기 IGBT부(34)의 출력은 차단된다.Then, the output is always low regardless of the input signal, and the output of the IGBT unit 34 is blocked by the OCP and SCP operations.

또한, IGBT(34)의 콜렉터 에미터 사이의 전류가 약 53A이상 흐르는 경우에 제2비교기(12)가 동작하여 IGBT(34) 게이트를 차단하고 약 80A 이상 흐르는 경우에 제1비교기(11)와 제2비교기(12)가 모두 동작하여 IGBT(34) 게이트를 제어함으로써 상기 IGBT(34)를 차단하게 된다.In addition, when the current between the collector emitter of the IGBT 34 flows about 53A or more, the second comparator 12 operates to block the gate of the IGBT 34 and flows about 80A or more. The second comparators 12 all operate to block the IGBT 34 by controlling the gate of the IGBT 34.

그러나, 종래의 회로에서는 SCP의 제1비교기(11)와 OCP의 제2비교기(12)의 동작 전압 레벨 간격이 너무 커서 정확한 소프트 게이트의 차단이 되지 않기 때문에 출력단에 연결된 회로에 오동작을 유발할 수 있는 문제점이 있었다.However, in the conventional circuit, since the operating voltage level interval between the first comparator 11 of SCP and the second comparator 12 of the OCP is too large and does not shut off the correct soft gate, it may cause malfunction in the circuit connected to the output terminal. There was a problem.

따라서 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로 발명의 주된 목적은 IGBT의 콜렉터 단에 흐르는 과전류를 정밀하게 검출함으로써 IGBT 게이트 전압을 서서히 변화하도록 소프트하게 차단하여 후단의 회로에 오동작을 방지하기 위한 것이다.Therefore, the present invention has been made to solve the above-mentioned conventional problems. The main object of the present invention is to detect the overcurrent flowing through the collector stage of the IGBT so that the IGBT gate voltage is softly changed so as to gradually change, thereby malfunctioning the circuit of the subsequent stage. It is to prevent.

그리고 이를 위한 특징적인 구성은, 단락전류방지와 과전류방지를 위한 감지신호를 검출하는 제1비교기, 제2비교기, 제3비교기, 제1플립플롭으로 구성되는 감지부와, 상기 검출된 감지신호를 제1버퍼를 통하여 일정기간 동안 지연하는 제1지연회로와, 상기 제1지연회로의 출력에 의하여 제어되는 제4비교기, 상기 제4비교기로 제어되는 제2플립플롭과 제2반전기를 통하여 제3버퍼로 연결되고, 상기 검출된 감지신호를 제2버퍼를 통하여 일정기간 동안 지연하는 제2지연회로와, 상기 제2지연회로의 출력에 의하여 제어되는 제5비교기, 상기 제5비교기에 의하여 제어되는 제3플립플롭을 포함하는 제어부와, 상기 감지부와 제어부에서의 출력으로 제어되는 제1트랜지스터부, 제2트랜지스터부, 제3트랜지스터부와 IGBT부를 포함하는 출력부로 구성된다.And a characteristic configuration for this, a sensing unit consisting of a first comparator, a second comparator, a third comparator, a first flip-flop for detecting the detection signal for short-circuit current prevention and over-current protection, and the detected detection signal A first delay circuit delayed for a predetermined period through the first buffer, a fourth comparator controlled by the output of the first delay circuit, a second flip flop controlled by the fourth comparator, and a third through the second inverter A second comparator connected to a buffer and delaying the detected detection signal through a second buffer for a predetermined period, a fifth comparator controlled by an output of the second delay circuit, and a fifth comparator controlled by the fifth comparator And a control unit including a third flip-flop, and an output unit including a first transistor unit, a second transistor unit, a third transistor unit, and an IGBT unit controlled by an output from the sensing unit and the control unit.

이하 첨부도면과 실시예에 따라 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings and examples.

제2도는 본 발명의 IGBT 보호 회로도로서, 본 발명의 회로는 단락전류방지와 과전류방지를 위한 감지신호와 입력신호를 제어하는 감지부(100)와, 상기 감지부에서 검출된 감지신호를 일정기간 동안 지연하고 제어하는 제어부(200)와, 상기 제어부(200)에서 출력되는 신호에 의하여 IGBT(34)의 전압이 차단되도록 구성되는 출력부(300)로 구성된다.2 is an IGBT protection circuit diagram of the present invention, wherein the circuit of the present invention includes a sensing unit 100 for controlling a detection signal and an input signal for short-circuit current protection and over-current protection, and a detection signal detected by the detection unit for a predetermined period of time. And a control unit 200 for delaying and controlling the output unit 300, and an output unit 300 configured to cut off the voltage of the IGBT 34 by a signal output from the control unit 200.

상기 감지부(100)는 단락전류방지를 하도록 하나의 입력은 기준전압을 0.75V로 하고 입력되는 감지신호를 또 다른 입력으로 하여 비교하도록 하는 오피암프(OP Amp)인 제1비교기(11)와, 과전류방지를 하도록 하나의 입력은 기준전압을 0.5V로 하고 입력되는 감지신호를 또 다른 입력으로 하여 비교하도록 하는 오피암프인 제2비교기(12)와, 과전류방지를 하도록 하나의 입력은 기준전압을 0.6V로 하고 입력되는 감지신호를 또 다른 입력으로 하여 비교하도록 하는 오피암프인 제3비교기(13)와, 제1비교기(11)의 출력을 S의 입력으로 하고 입력신호를 R의 입력으로 하는 RS플립플롭(Flip Flop)인 제1플립플롭(14)으로 구성된다.The detection unit 100 and the first comparator 11, which is an op amp (OP Amp) to compare the input signal to a reference voltage of 0.75V and another input signal as another input to prevent short-circuit current The second comparator 12, which is an op amp to compare the input signal with a reference voltage of 0.5V and the other input signal, to prevent overcurrent, and the one input is a reference voltage to prevent overcurrent. Is set to 0.6V, and the output of the third comparator 13 and the first comparator 11, which are op amps, for comparing the input signal with another input as S input, and the input signal as R input. Is composed of a first flip flop 14 which is an RS flip flop.

상기 제어부(200)는 상기 감지부(100)의 제2비교부(12)의 출력과 제1반전기(15)의 출력을 입력으로 하는 OR게이트인 제1버퍼(21)와, 상기 제1버퍼(21)의 출력에 연결되어 신호를 약 10㎲ 지연시키는 제1지연회로(23)와, 상기 제1지연회로(23)의 출력을 하나의 입력으로 하고 또 다른 입력에 기준전압을 구성하여 비교하는 제4비교기(25)와, 상기 제4비교기(25)의 출력을 R의 입력으로 하고 입력신호를 S의 입력으로 하는 RS플립플롭인 제2플립플롭(27a)과 제2플립플롭(27a)의 비반전출력단에 연결되어 출력을 반전시키는 제2반전기(28a)와, 제2반전기(28a)의 (가) 출력을 하나의 입력으로 하고 입력신호를 또 다른 입력으로 하는 NOR게이트인 제3버퍼(29)로 구성되고, 상기 감지부(100)의 제3비교부(13)의 출력과 제1반전기(15)의 출력을 입력으로 하는 OR게이트인 제2버퍼(22)와, 상기 제2버퍼(22)의 출력에 연결되어 신호를 약 5㎲ 지연시키는 제2지연회로(24)와, 상기 제2지연회로(24)의 출력을 하나의 입력으로 하고 또 다른 입력에 기준전압을 구성하여 비교하는 제5비교기(26)와, 상기 제5비교기(26)의 출력을 S의 입력으로 하고 입력신호를 R의 입력으로 하는 RS플립플롭인 제3플립플롭(27b)과 제3플립플롭(27b)의 반전출력단에 연결되어 출력을 반전시키는 제3반전기(28b)로 구성된다.The control unit 200 is an OR gate having an output of the second comparator 12 of the sensing unit 100 and the output of the first inverter 15 as an input, and a first buffer 21 and the first buffer. A first delay circuit 23 connected to the output of the buffer 21 to delay the signal by about 10 Hz, and an output of the first delay circuit 23 as one input and a reference voltage configured at another input A second flip-flop 27a and a second flip-flop, which are RS flip-flops for comparing the fourth comparator 25 and the output of the fourth comparator 25 as R inputs and an input signal as S inputs. A second invertor 28a connected to the non-inverting output terminal of 27a) and a NOR gate having the (a) output of the second inverter 28a as one input and the input signal as another input. A second buffer 22 configured as an OR gate having an output of the third comparator 13 of the sensing unit 100 and an output of the first inverter 15 as an input. Wow The second delay circuit 24, which is connected to the output of the second buffer 22 to delay the signal by about 5 kHz, and the output of the second delay circuit 24 as one input, and constitutes a reference voltage at another input. A third flip-flop 27b and a third flip-flop, which are RS flip-flops for which an output of the fifth comparator 26 and an output of the fifth comparator 26 are input as S and an input signal is input as R. And a third inverter 28b connected to the inverting output terminal of the 27b to invert the output.

상기 출력부(300)는 단락전류 제어를 위한 제1트랜지스터부(31)와, 과전류 제어를 위한 제2트랜지스터부(32), 제3트랜지스터부(33)와, 상기 제1, 2, 3트랜지스터부(31)(32)(33)로 제어되는 IGBT부(34)로 구성된다.The output unit 300 includes a first transistor unit 31 for short-circuit current control, a second transistor unit 32 and a third transistor unit 33 for overcurrent control, and the first, second and third transistors. It consists of the IGBT part 34 controlled by the part 31,32,33.

상기 제1트랜지스터부(31)는 상기 제어부(200)의 제3버퍼(29)의 비반전출력을 콜렉터(Collector)에 전압 Vcc2가 연결된 제1트랜지스터(1)의 베이스(Base)로 입력하고 제3버퍼(29)의 반전 출력은 콜렉터가 제1트랜지스터(1)의 에미터(Emitter)로 연결되며 에미터가 접지된 제2트랜지스터(2)의 베이스로 연결한다. 그리고 전압 Vcc1이 콜렉터로 연결되며 상기 전압 Vcc2가 베이스로 연결되는 제3트랜지스터(3)의 에미터는 상기 제1트랜지스터(1)의 에미터가 베이스로 연결되며 에미터가 접지된 제4트랜지스터(4)의 콜렉터로 연결한다. 그리고 제3트랜지스터(3)의 에미터는 제1저항(R1)을 통하여 IGBT인 제7트랜지스터(7)의 베이스로 연결하여 구성한다.The first transistor unit 31 inputs the non-inverting output of the third buffer 29 of the control unit 200 as a base of the first transistor 1 having a voltage Vcc2 connected to the collector. The inverting output of the third buffer 29 connects the collector to the emitter of the first transistor 1 and to the base of the second transistor 2 to which the emitter is grounded. The emitter of the third transistor 3 in which the voltage Vcc1 is connected to the collector and the voltage Vcc2 is connected to the base is the fourth transistor 4 in which the emitter of the first transistor 1 is connected to the base and the emitter is grounded. Connect to the collector of). The emitter of the third transistor 3 is connected to the base of the seventh transistor 7, which is an IGBT, through the first resistor R1.

상기 제2트랜지스터부(32)는 상기 감지부(100)의 제1반전기(15)의 출력을 에머터가 접지된 제5트랜지스터(5)의 베이스로 연결하고 콜렉터는 제2저항을 통하여 제7트랜지스터(7)의 베이스로 연결하여 구성한다.The second transistor unit 32 connects the output of the first inverter 15 of the sensing unit 100 to the base of the fifth transistor 5 in which the emitter is grounded, and the collector has a second resistance. It is configured by connecting to the base of the 7 transistor (7).

상기 제3트랜지스터부(33)는 상기 제어부(200)의 제3반전기(28b)의 출력을 에미터가 접지된 제6트랜지스터(6)의 베이스로 연결하고 콜렉터는 제3저항을 통하여 제7트랜지스터(7)의 베이스로 연결하여 구성한다.The third transistor unit 33 connects the output of the third inverter 28b of the controller 200 to the base of the sixth transistor 6 having the emitter grounded, and the collector connects the seventh through a third resistor. It is constructed by connecting to the base of the transistor (7).

상기 IGBT부(34)는 콜렉터에 전압 Vcc가 연결되고 에미터는 접지되도록 구성한다.The IGBT unit 34 is configured such that the voltage Vcc is connected to the collector and the emitter is grounded.

다음은 상기와 같이 구성된 본 발명의 작동상태에 대해서 설명한다.The following describes the operating state of the present invention configured as described above.

IGBT(34)인 제7트랜지스터(7)의 콜렉터에서 에머터로 흐르는 전류를 감지하는 감지입력의 전압이 비반전입력에 0.5V가 기준전압으로 사용되는 제2비교기(12)의 조건에 따르는 과전류방지 동작인 경우에, 제2비교기(12)에서의 출력이 제1버퍼(21)를 통하여 잡음에 의한 오동작 방지를 위한 제1지연회로(23)에서 약 10㎲ 지연된 후, 제2플립플롭(27a)을 통하여 (가) 지점이 하이(High)로 되면 입력신호와는 상관없이 출력은 로우(Low)가 된다.Overcurrent according to the condition of the second comparator 12 in which the voltage of the sensing input for sensing the current flowing from the collector of the seventh transistor 7 which is the IGBT 34 to the emitter is 0.5 V as the reference voltage for the non-inverting input. In the case of the preventive operation, after the output from the second comparator 12 is delayed by about 10 ms in the first delay circuit 23 for preventing malfunction due to noise through the first buffer 21, the second flip-flop ( If point (A) becomes high through 27a), the output becomes low regardless of the input signal.

그리고 감지입력의 전압이 비반전입력에 0.6V가 기준전압으로 사용되는 제3비교기(12)의 조건에 따르는 과전류방지 동작인 경우에, 제2비교기(12)와 제3비교기(13)에서의 출력이 제2버퍼(22)를 통하여 잡음에 의한 오동작 방지를 위한 제2지연회로(24)에서 약 5㎲ 지연된 후, 제3플립플롭(27b)과 제3반전기(28b)를 통하여 (나) 지점이 하이(High)가 되어 제6트랜지스터(6)을 턴온시키고 동시에 (가) 지점도 약 10㎲ 후에 하이(High)가 되어서 IGBT(34)의 제7트랜지스터(7) 동작이 급하게 스위칭되는 것이 아니라, 상기와 같이 어느 정도의 시간을 가지고 스위칭되기 때문에 소프트(Soft)하게 스위칭되어 차단된다.When the voltage of the sense input is an overcurrent prevention operation according to the condition of the third comparator 12 where 0.6 V is used as the reference voltage for the non-inverting input, the second comparator 12 and the third comparator 13 After the output is delayed by about 5 ms in the second delay circuit 24 for preventing malfunction due to noise through the second buffer 22, the third flip-flop 27b and the third inverter 28b (b) ) Point becomes high and the sixth transistor 6 is turned on and at the same time, the point A becomes high after about 10 ms and the operation of the seventh transistor 7 of the IGBT 34 is switched rapidly. Rather, the switch is switched to have a certain time as described above, so that the switch is softly switched off.

그리고 감지입력의 전압이 비반전입력에 0.75V가 기준전압으로 사용되는 제1비교기(11)의 조건에 따르는 단락전류방지 동작인 경우에, 상기 과전류방지 동작과 같이 제2비교기(12)와 제3비교기(13)에서의 출력이 제1지연회로(23)와 제2지연회로(24)를 통하여 지연되기 때문에 급격한 제7트랜지스터(7)의 동작을 방지하여 후단의 회로에 과도전압에 의한 오동작을 방지한다.When the voltage of the sense input is a short circuit current protection operation according to the condition of the first comparator 11 in which 0.75 V is used as a reference voltage for the non-inverting input, the second comparator 12 and the second comparator 12 are operated in the same manner as the over current protection operation. Since the output from the third comparator 13 is delayed through the first delay circuit 23 and the second delay circuit 24, the sudden operation of the seventh transistor 7 is prevented and the circuit of the subsequent stage malfunctions due to the transient voltage. To prevent.

이상에서 자세히 설명한 바와같이 본 발명은 IGBT의 콜렉터에 과전류가 흐르는 경우에 있어서, 보다 정밀하게 과전류를 검출하여 IGBT의 게이트를 소프트하게 차단하기 위한 것으로, 과전류 및 단락전류의 검출방법을 세분화하고 성기 세분화된 신호를 다시 지연회로응 사용함으로써, IGBT소자는 물론 후단의 회로에 오우버슈트 등으로 야기되는 오동작을 방지하도록 하는 특징을 갖는 것이다.As described in detail above, the present invention is to more precisely detect the overcurrent when the overcurrent flows through the collector of the IGBT, and to softly shut off the gate of the IGBT. The delayed circuit is used again to prevent a malfunction caused by an overshoot or the like in the IGBT element as well as in a circuit at a later stage.

Claims (6)

단락 전류 방지와 과전류 방지를 위한 감지신호와 입력신호를 제어하는 감지부와, 상기 감지부에서 검출된 감지신호를 일정시간 동안 지연하고 제어하는 제어부, 및 상기 제어부에서 출력되는 신호에 의하여 제어되는 출력부를 구비하고 있는 게이트 절연 트랜지스터 파워 보호 회로에 있어서; 상기 감지부는 단락 전류방지를 위하여 입력되는 감지신호를 비교하는 제1비교기와, 과전류 방지를 위하여 감지신호를 비교하는 제2비교기와, 과전류 방지를 하도록 감지신호를 비교하는 제3비교기와, 상기 제1비교기의 출력과 입력신호를 입력하는 제1플립플롭, 및 상기 제1플립플롭의 출력을 반전하는 제1반전기로 구성되며; 상기 제어부는 상기 감지부의 제2비교부 출력과 제1반전기의 출력을 입력으로 하는 제1버퍼와, 상기 제1버퍼의 출력에 연결되어 신호를 지연시키는 제1지연회로와, 상기 제1지연회로의 출력과 기준신호를 입력으로 하는 제4비교기와, 상기 제4비교기의 출력과 상기 입력신호를 입력으로 하는 제2플립플롭과, 상기 제2플립플롭의 출력을 반전시키는 제2반전기와, 상기 제2반전기의 출력을 입력으로 하는 제3버퍼와, 상기 감지부의 제3비교기의 출력과 제1반전기의 출력을 입력으로 하는 제2버퍼와, 상기 제2버퍼의 출력에 연결되어 신호를 지연시키는 제2지연회로와, 상기 제2지연회로의 출력과 기준전압을 입력으로 하는 제5비교기와, 상기 제5비교기의 출력과 상기 입력신호를 입력으로 하는 제3플립플롭, 및 상기 제3플립플롭의 출력을 반전시키는 제3반전기로 구성되고; 상기 출력부는 상기 제어부의 제3버퍼의 출력으로 제어되는 제1트랜지스터부와, 상기 감지부의 제1반전기의 출력으로 제어되는 제2트랜지스터부와, 상기 제어부의 제3반전기의 출력으로 제어되는 제3트랜지스터부, 및 상기 제1∼3트랜지스터부의 출력에 의하여 제어되는 IGBT부로 구성되는 것을 특징으로 하는 게이트 절연 트랜지스터 파워 보호 회로.A detector for controlling a detection signal and an input signal for preventing short circuit current and overcurrent, a controller for delaying and controlling a detection signal detected by the detector for a predetermined time, and an output controlled by a signal output from the controller A gate insulated transistor power protection circuit comprising a portion; The sensing unit may include: a first comparator comparing the sensing signals input for preventing short circuit current; a second comparator comparing the sensing signals for preventing overcurrent; a third comparator comparing the sensing signals to prevent overcurrent; A first flip-flop for inputting an output of the first comparator and an input signal, and a first inverter for inverting the output of the first flip-flop; The controller may include a first buffer configured to receive an output of the second comparator and an output of the first inverter, a first delay circuit connected to an output of the first buffer to delay a signal, and the first delay. A fourth comparator for inputting the output of the circuit and a reference signal, a second flip-flop for inputting the output of the fourth comparator and the input signal, a second inverter for inverting the output of the second flip-flop, A third buffer having the output of the second half as an input, a second buffer having the output of the third comparator and the output of the first half as the input of the sensing unit, and a signal connected to the output of the second buffer A second delay circuit for delaying the signal; a fifth comparator for inputting the output and the reference voltage of the second delay circuit; a third flip-flop for inputting the output of the fifth comparator and the input signal; Third inversion to invert the output of the three flip flops It is composed of; The output unit is controlled by a first transistor unit controlled by the output of the third buffer of the control unit, a second transistor unit controlled by the output of the first half of the sensing unit, and controlled by the output of the third half unit of the control unit And a IGBT portion controlled by an output of the third transistor portion and the first to third transistor portions. 제1항에 있어서, 상기 제3트랜지스터부는 상기 제어부의 제3반전기의 출력을 에미터가 접지된 제1트랜지스터(6)의 베이스로 연결하고 콜렉터는 저항(R3)을 통해 제2트랜지스터(7)의 베이스로 연결되어 구성함을 특징으로 하는 게이트 절연 트랜지스터 파워 보호 회로.2. The transistor of claim 1, wherein the third transistor unit connects the output of the third inverter of the controller to the base of the first transistor 6 having the emitter grounded, and the collector is connected to the second transistor 7 through the resistor R3. The gate insulation transistor power protection circuit, characterized in that connected to the base of the). 제1항에 있어서, 상기 제1∼3플립플롭은 RS플립플롭을 사용하는 것을 특징으로 하는 게이트 절연 트랜지스터 파워 보호 회로.2. The gate isolation transistor power protection circuit according to claim 1, wherein the first to third flip flops use an RS flip flop. 제1항에 있어서, 상기 제1, 제2버퍼는 OR게이트를 사용하는 것을 특징으로 하는 게이트 절연 트랜지스터 파워 보호회로.The gate protection transistor power protection circuit of claim 1, wherein the first and second buffers use an OR gate. 제1항에 있어서, 상기 제1비교기에 입력되는 기준전압은 0.75V이고, 상기 제2비교기에 입력되는 기준전압은 0.5V이며, 상기 제3비교기에 입력되는 기준전압은 0.6V인 것을 특징으로 하는 게이트 절연 트랜지스터 파워 보호회로.The reference voltage input to the first comparator is 0.75V, the reference voltage input to the second comparator is 0.5V, the reference voltage input to the third comparator is 0.6V. Gate isolation transistor power protection circuit. 제1항에 있어서, 상기 제1지연회로는 약 10㎲를 지연시키며, 제2지연회로는 약 5㎲를 지연시키는 것을 특징으로 하는 게이트 절연 트랜지스터 파워 보호회로.2. The gate isolation transistor power protection circuit of claim 1, wherein the first delay circuit delays about 10 milliseconds and the second delay circuit delays about 5 milliseconds.
KR1019960030924A 1996-07-29 1996-07-29 Power protection circuit for insulated gate bipolar transistor KR100235559B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1019960030924A KR100235559B1 (en) 1996-07-29 1996-07-29 Power protection circuit for insulated gate bipolar transistor

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1019960030924A KR100235559B1 (en) 1996-07-29 1996-07-29 Power protection circuit for insulated gate bipolar transistor

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR980011465A KR980011465A (en) 1998-04-30
KR100235559B1 true KR100235559B1 (en) 1999-12-15

Family

ID=19467843

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1019960030924A KR100235559B1 (en) 1996-07-29 1996-07-29 Power protection circuit for insulated gate bipolar transistor

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR100235559B1 (en)

Also Published As

Publication number Publication date
KR980011465A (en) 1998-04-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7463079B2 (en) Short circuit protection by gate voltage sensing
US4788462A (en) Power-On-Reset (POR) circuit
JPH0340517A (en) Driving/protecting circuit for power device
KR0171713B1 (en) Overcurrent protection circuit of a power semiconductor transistor
US5030844A (en) DC power switch with inrush prevention
KR970005567B1 (en) Device for protecting power semiconductor device against short circuit
KR19980087505A (en) Abnormal current detection circuit and load driving circuit including the same
JP2003009508A (en) Power semiconductor device
JP2002281736A (en) Failure detection method and failure detection device for insulated gate semiconductor device
KR100235559B1 (en) Power protection circuit for insulated gate bipolar transistor
JP2000308253A (en) Controller and method for power supply
JP3171244B2 (en) Method and circuit for overcurrent limiting using MOSFET switches
JP2004215416A (en) Abnormality detection method for voltage-driven semiconductor element
US11929666B2 (en) Gate drive circuit and power conversion device
JPH06233402A (en) Drive control circuit for electric vehicle
JP3191661B2 (en) Semiconductor element overload protection circuit
JPS6037018A (en) Current limiter
JPH08265121A (en) Overcurrent limit circuit for power transistor
KR0171711B1 (en) Overcurrent protection circuit of a power semiconductor transistor
US5870266A (en) Bridge control circuit and method
JP3070360B2 (en) Control device for double gate type semiconductor device
JPH09121553A (en) Inverter driving device
CN110797836B (en) Circuit for switching power supply in motor driver, operation method and motor driving circuit system
JP2001267898A (en) Inductive load driving circuit
JPH1093408A (en) Excessive current protecting circuit for igbt

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
LAPS Lapse due to unpaid annual fee