[实用新型]IGBT保护电路

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种IGBT保护电路，应用于电力、冶金和所有使用IGBT作为核心器件的其他领域。

背景技术

静止无功发生器SVG(Static Var Generator)是灵活交流输电系统技术中的一个重要内容，它的主要功能是在系统中起到动态无功发生、无功补偿、电压支撑、改善系统稳定的作用。目前，改善电压质量的方法是用传统的SVC(Static Var Compensator)静态无功补偿装置来减小电压波动及电压不对称，而用机械投切电容器或电抗器消除电压不平衡，用滤波器消除谐波。但是这些措施的实现及控制都不太灵活，加之设备价格比较昂贵、维修困难，因而在实际系统应用中效果并不是很好。SVG装置以其灵活的动态调节性能克服了这些不足。SVG装置的核心部分是逆变电路，它将整流后的直流电压进行逆变以产生与系统相应的交流电压，从而产生所需的交流无功功率。利用IGBT智能模块后，逆变电路无论是在体积、性能、稳定性还是控制方式上都得到了极大地优化。

在中大功率的开关电源装置中，IGBT由于其控制驱动电路简单、工作频率较高、容量较大的特点，已逐步取代晶闸管或GTO。但是在开关电源装置中，由于它工作在高频与高电压、大电流的条件下，使得它容易损坏，另外，电源作为系统的前级，由于受电网波动、雷击等原因的影响使得它所承受的应力更大，故IGBT的可靠性直接关系到电源的可靠性。因而，在选择IGBT时除了要作降额考虑外，对IGBT的保护设计也是电源设计时需要重点考虑的一个环节。

因而IGBT的保护成为一个较大的问题，每一个应用的厂家和IGBT的生产厂家都在对不同的IGBT研究相应的IGBT的保护。如果IGBT的保护设计不好，就会出现炸机或者故障误报的现象。

发明内容

为解决现有技术的问题，本实用新型的目的是提供一种IGBT保护电路，可满足IGBT保护的要求，稳定性好，抗干扰性强，可靠性高，使用寿命长。

为实现上述目的，本实用新型通过以下技术方案实现：

IGBT保护电路，包括过电流及短路保护电路、过压保护检测电路、温度保护电路，电流及短路保护电路、过压保护检测电路、温度保护电路分别与IGBT及控制器相连接，控制器、驱动电路、IGBT依次相连接。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

本装置在过压、过流、过热等几个方面都采取有效的保护措施，在实际应用中均能够取得良好的效果，可保证IGBT安全可靠地工作；满足IGBT保护的要求，稳定性好，抗干扰性强，可靠性高，使用寿命长。

附图说明

图1是IGBT保护电路的结构框图。

具体实施方式

见图1，IGBT保护电路，包括过电流及短路保护电路、过压保护检测电路、温度保护电路，电流及短路保护电路、过压保护检测电路、温度保护电路分别与IGBT及控制器相连接，控制器、驱动电路、IGBT依次相连接。

由于IGBT是电流密度较高的器件，当发生过电流或者短路时，器件中流过的电流大于额定值，极易使元件内部的管芯结温升高，导致器件损坏。一般IGBT的额定设计结温为125℃，当结温Tj超过150℃时，IGBT就会炸裂。因此，IGBT的过流保护电路的响应时间必须快，最好在10us以内完成。大多数的电路中，IGBT的过流损坏是损坏IGBT的主要原因。若IGBT处于过电流或短路状态，此时过电流及短路保护电路运作，关断IGBT。

IGBT过电压保护也是一个非常重要的保护，IGBT模块有一个电压等级，这个电压就是Vces，其实是承受正向阻断电压的极限值，超过这个电压，IGBT就会被击穿。被动元件比如电感，电容等都有可以承受一定的电压尖峰ΔV，与它们不同，IGBT不能承受超过Vces的电压尖峰，过电压保护电路的作用就是要把功率单元产生的尖峰控制在一个合理的范围之内，如果超过某个限定的值，就要上传给控制器，发出报警指示，关断IGBT。

IGBT的温度保护也是功率单元的重要部分，如果IGBT的结温Tjmax＞150℃，那么IGBT就会炸裂，我们测量散热器温度元件采用贴近IGBT的温度开关，通过监测散热器的温度把开关的状态送至功率单元板上的温度监测回路，一旦散热器的温度超出温度继电器的范围点，温度开关动作，就可以使IGBT工作在一个安全的范围之内，保证了功率单元正常的工作，如果出现故障，可以及时的发现问题，并在第一时间实施保护。