一种IGBT过流保护电路及方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN108666981A(43)申请公布日2018.10.16(21)申请号201710193706.8(22)申请日2017.03.28(71)申请人中国科学院上海微系统与信息技术研究所地址200050上海市长宁区长宁路865号(72)发明人徐大伟李新昌朱弘月程新红(74)专利代理机构上海光华专利事务所(普通合伙)31219代理人余明伟(51)Int.Cl.H02H7/20(2006.01)G01R19/165(2006.01)权利要求书2页说明书7页附图4页(54)发明名称一种IGBT过流保护电路及方法(57)摘要本发明提供一种IGBT过流保护电路及方法，包括：检测待测IGBT的米勒平台的米勒平台识别模块；采集待测IGBT的米勒平台栅极电压，并得到过流保护信号的米勒平台栅极电压提取模块；过流保护信号起效时，将待测IGBT关闭的IGBT栅驱动模块。检测待测IGBT的栅极电压，当检测到米勒平台时，提取待测IGBT的米勒平台栅极电压，并基于待测IGBT的米勒平台栅极电压判断待测IGBT的集电极是否过流，若过流，则关断待测IGBT，实现过流保护。本发明避免使用高压大电流器件，利用IGBT的米勒平台效应，以及IGBT的米勒平台栅极电流与IGBT的集电极电流存在的特定关系，通过检测IGBT的米勒平台栅极电压间接实现对IGBT的集电极电流进行检测，进而实现过流保护，检测成本低、占用体积小、效率高。CN108666981ACN108666981A权利要求书1/2页1.一种IGBT过流保护电路，其特征在于，所述IGBT过流保护电路至少包括：IGBT栅驱动模块，米勒平台识别模块以及米勒平台栅极电压提取模块；所述米勒平台识别模块连接于待测IGBT的栅极，用于检测所述待测IGBT的米勒平台，并输出米勒平台检测信号；所述米勒平台栅极电压提取模块连接于所述待测IGBT的栅极，受控于所述米勒平台识别模块的输出信号，同时连接于所述IGBT栅驱动模块的输入端，用于采集所述待测IGBT的米勒平台栅极电压，并根据所述待测IGBT的米勒平台栅极电压产生过流保护信号；所述IGBT栅驱动模块连接于所述米勒平台栅极电压提取模块的输出端，当所述过流保护信号起效时，所述待测IGBT被所述IGBT栅驱动模块关闭，实现过流保护。2.根据权利要求1所述的IGBT过流保护电路，其特征在于：所述IGBT栅驱动模块包括脉冲信号产生单元及栅驱动单元；所述脉冲信号产生单元连接于所述栅驱动单元的输入端，用于提供一脉冲信号，所述脉冲信号为脉冲宽度调制信号；所述栅驱动单元连接所述脉冲信号产生单元和所述米勒平台栅极电压提取模块的输出端以及所述待测IGBT的栅极，用于驱动所述待测IGBT。3.根据权利要求1所述的IGBT过流保护电路，其特征在于：所述米勒平台识别模块包括带通滤波器、第一比较器及逻辑运算器；所述带通滤波器的输入端连接所述待测IGBT的栅极，对所述待测IGBT的栅极电压进行滤波处理；所述第一比较器的输入端分别连接所述带通滤波器的输出端及第一参考电压，将所述带通滤波器的输出信号与所述第一参考电压比较；所述逻辑运算器的输入端连接所述第一比较器及所述IGBT栅驱动模块的输出端，将所述第一比较器输出的比较结果与所述待测IGBT的栅驱动信号进行逻辑运算，以控制所述米勒平台栅极电压提取模块，从而检测所述待测IGBT的米勒平台。4.根据权利要求3所述的IGBT过流保护电路，其特征在于：所述米勒平台识别模块还包括连接于所述第一比较器的输入端与所述带通滤波器之间的缓冲器；所述缓冲器的输入端连接所述带通滤波器的输出端、输出端连接所述第一比较器的输入端，用于对所述带通滤波器的输出信号进行缓冲。5.根据权利要求1所述的IGBT过流保护电路，其特征在于：所述米勒平台栅极电压提取模块包括放大器、模拟开关管、电容及第二比较器；所述放大器的输入端连接所述待测IGBT的栅极，用于放大所述待测IGBT的栅极电压；所述模拟开关管连接于所述放大器的输出端及所述电容的上极板之间，控制端连接所述米勒平台识别模块的输出端，当所述米勒平台识别模块检测到米勒平台时所述模拟开关管打开，当所述米勒平台识别模块未检测到米勒平台时所述模拟开关管关闭；所述电容的下极板接地，用于保存所述待测IGBT的米勒平台栅极电压；所述第二比较器的输入端分别连接所述电容的上极板及所述第二参考电压，用于将所述IGBT的米勒平台栅极电压与所述第二参考电压进行比较，以得到所述过流保护信号。6.根据权利要求5所述的IGBT过流保护电路，其特征在于：所述米勒平台栅极电压提取模块还包括连接于所述电容上极板的模数转换器，用于将所述电容上的模拟信号转化为数2CN108666981A权利要求书2/2页字信