[发明专利]一种IGBT过流保护方法和装置

说明书

本发明公开了一种IGBT过流保护方法和装置，该方法包括：获取待保护IGBT的当前结温和所述当前结温与集电极发射极电压集电极电流特性的对应关系；根据所述对应关系，通过预设的集电极过流保护电流值获取对应的集电极发射极电压值作为集电极发射极过流保护电压值。由此，可以使IGBT发生过流动作时的实际Ic更接近设定的过流保护Ic值。

技术领域

本发明涉及电力设备保护技术领域，具体涉及一种IGBT过流保护方法和装置。

背景技术

绝缘栅双极型晶体管(Insulated Gate Bipolar Transistor，IGBT)，是由BJT(双极型三极管)和MOS(绝缘栅型场效应管)组成的复合全控型电压驱动式功率半导体器件,兼有MOSFET的高输入阻抗和GTR的低导通压降两方面的优点，非常适合应用于直流电压为600V及以上的变流系统如交流电机、变频器、开关电源、照明电路、牵引传动等领域。

生产厂家对IGBT提供的安全工作区有严格的限制条件，且IGBT承受过电流的时间仅为几微秒(SCR、GTR等器件承受过流时间为几十微秒)，耐过流量小，因此使用IGBT首要注意的是过流保护。产生过流的原因大致有：晶体管或二极管损坏、控制与驱动电路故障或干扰等引起误动、输出线接错或绝缘损坏等形成短路、输出端对地短路与电机绝缘损坏、逆变桥的桥臂短路等。

IGBT的过流保护通常采用监测集电极发射极电压Uce实现，其原理是某一温度时IGBT的管压降，即Uce，随着IGBT的集电极电流Ic的增加而增加。如图1所示，该图为某公司的IGBT的Uce与Ic的特性曲线。对于预先设定的过流保护Ic值，模拟驱动和数字驱动通常根据Uce与Ic、温度T的特性曲线设定相应的Uce过流动作值，但是IGBT工作时的温度(一般是结温Tj)通常不是设定过流保护选定的温度，所以IGBT过流动作时的实际Ic值会与设定的过流保护Ic值存在偏差(通常会有30％左右)。通常选定的Uce与Ic的特性曲线对应的温度在90°到125°之间，所以尤其当IGBT工作环境温度较低，发生过流动作时的实际Ic值会比设定的过流保护Ic值高很多。

发明内容

因此，本发明要解决的技术问题在于，IGBT工作时的温度通常不是设定过流保护选定的温度，导致IGBT发生过流动作时的实际Ic值会与设定的过流保护Ic值存在偏差。

为了解决上述问题，本发明实施例提供了一种IGBT过流保护方法，包括：获取待保护IGBT的当前结温和所述当前结温与集电极发射极电压集电极电流特性的对应关系；根据所述对应关系，通过预设的集电极过流保护电流值获取对应的集电极发射极电压值作为集电极发射极过流保护电压值。

可选的，所述获取待保护IGBT的当前结温Tj包括：获取所述待保护IGBT的当前集电极发射极电压U_ce；获取系统电流；根据所述系统电流计算出所述待保护IGBT的当前集电极电流有效值I_c；根据所述U_ce和所述I_c获取当前结温Tj。

可选的，所述根据所述U_ce和所述I_c获取获取当前结温Tj，包括：

由公式(1)获取中间值K_Tj

U_ce＝U_ce0+K_Tj×I_c (1)；

根据所述K_Tj和公式(2)获取当前结温Tj

可选的，所述根据所述U_ce和所述I_c获取当前结温Tj包括：当所述U_ce和所述I_c基本趋于稳定时，获取当前结温Tj。