[发明专利]高压大功率IGBT模块的电流上升斜率检测电路及其检测方法

权利要求书

1.一种高压大功率IGBT模块的电流上升斜率检测电路，所述检测电路包括运算放大器、二极管、电阻、供电电源；其特征在于，所述运算放大器、二极管和电阻及供电电源用于检测IGBT模块的功率发射极端子PE端与IGBT模块的驱动极发射极端子E端之间的电压差，输出5V或者0V的数字信号，用于IGBT模块的电流上升斜率的监测，实现对IGBT模块的di/dt保护。

2.如权利要求1所述的IGBT模块的电流上升斜率检测电路，其特征在于，所述二极管包括二极管D1和D2；所述电阻包括电阻R1～R5；所述电阻R2的一端与IGBT模块的功率发射极端子PE端连接，另一端与运算放大器的正相输入端连接；所述电阻R1的一端与运算放大器的正相输入端连接，另一端与二极管D1的阴极、电阻R3的一端和运算放大器的正相输入端连接；所述二极管D1的阳极与二极管D2的阴极与运算放大器的正相输入端连接；二极管D2的阳极与IGBT模块的驱动极发射极端子E端连接；电阻R3的一端与运算放大器的正相输入端连接，另一端与电阻R4的一端连接；所述电阻R4的一端与运算放大器的反相输入端连接，另一端与IGBT模块的驱动极发射极端子E端连接；所述电阻R5的一端与运算放大器的输出端连接，另一端输出电压信号。

3.如权利要求2所述的IGBT模块的电流上升斜率检测电路，其特征在于，所述运算放大器的反相输入端、二极管D2的阳极和电阻R4的另一端均接地。

4.如权利要求1所述的IGBT模块的电流上升斜率检测电路，其特征在于，所述IGBT模块的功率发射极端子PE端外接连接母排；所述IGBT模块的驱动极发射极端子E端为电路的零势点或低电位；所述运算放大器的反相输入端电压值为IGBT模块的电流上升斜率保护阈值的等效值。

5.一种如权利要求1-4任一项所述的IGBT模块的电流上升斜率检测电路的检测方法，其特征在于，所述方法包括下述步骤：

A、设置过IGBT模块的电流上升斜率的保护阈值；

B、确定IGBT模块的电流上升斜率小于设定的保护阈值的工作状态；

C、确定检测电路发生短路故障或过流故障的工作状态；

D、检测电路将输出信号输出至IGBT模块的驱动器，IGBT模块驱动器根据接收到流过IGBT模块的电流上升斜率值是否达到保护阈值，实现对IGBT模块电流上升斜率的检测。

6.如权利要求5所述的检测方法，其特征在于，所述步骤A中，IGBT模块的功率发射极端子PE端与IGBT模块的驱动极发射极端子E端之间的电压差由电路中流过IGBT模块的电流上升斜率和IGBT模块的功率发射极端子PE端与IGBT模块的驱动极发射极端子E端之 间的杂散电感决定，电压范围在0-15V之间，根据用户对IGBT模块开通保护要求设定，将IGBT模块的电流上升斜率保护阈值乘以IGBT模块的功率发射极端子PE端与IGBT模块的驱动极发射极端子E端之间的杂散电感得到的电压值即为电路中IGBT模块的电流上升斜率保护阈值等效值，使运算放大器的反相输入端的电位固定。

7.如权利要求5所述的检测方法，其特征在于，所述步骤B中，当IGBT模块的电流上升斜率小于设定的保护阈值，即IGBT模块的功率发射极端子PE端与IGBT模块的驱动极发射极端子E端之间的电压差小于IGBT模块的电流上升斜率保护阈值等效值，IGBT模块工作正常，运算放大器同相输入端的电位小于反相输入端的电位，输出低电平0V。

8.如权利要求5所述的检测方法，其特征在于，所述步骤C中，当检测电路发生短路故障或过流故障，则IGBT模块开通电流的上升斜率大，IGBT模块的功率发射极端子PE端电位与IGBT模块的驱动极发射极端子E端的电位差变大，运算放大器正相输入端的电位升高，当大于反相输入端的电位，即超过设置的IGBT模块电流上升斜率保护阈值，运算放大器发生反相，输出高电平5V。