[发明专利]电能变换电路、IGBT电路及其关断电路及关断控制方法

说明书

本发明提供IGBT关断电路及其关断控制方法，包括该IGBT关断电路的IGBT电路，以及执行上述关断控制方法的电能变换电路。IGBT关断电路包括依次连接的信号传输电路、门极推挽放大电路、门极驱动电路和IGBT。所述方法包括如下步骤：所述信号传输电路控制所述三极管T2开通、所述三极管T1关断，使所述IGBT的门极从所述第一放电电路进行放电以关断所述IGBT；所述IGBT关断Td时间后，所述信号传输电路控制所述三极管T1开通Tr时间并同时关断所述三极管T2，使所述IGBT的门极从所述第二放电电路进行放电以降低所述IGBT的集电极和发射极之间的尖峰电压。本发明具有控制简单、成本低的优点。

技术领域

本发明涉及电力电子应用领域，特别涉及IGBT关断电路及其关断控制方法，以及包括该IGBT关断电路的IGBT电路，以及执行上述关断控制方法的电能变换电路。

背景技术

IGBT广泛应用于新型的电力电子变换领域，在光伏、风力发电、变频、电动汽车等热门行业都能见到IGBT在其中发挥非常重要的作用。在使用中大功率的IGBT的场合，由于模块输出电流较大，IGBT模块在关断时存在较高Vce(集电极和发射极之间的电压)尖峰电压，尖峰电压过高会导致IGBT模块集电极和发射极击穿损坏。现有技术采用如下方法降低Vce尖峰电压：

1.增大关断电阻。关断电阻增大一定程度上可以减缓关断速度，降低Vce电压尖峰，但是关断电阻增大会导致关断时间增长，影响死区时间设置和门极电压的把控，容易导致损坏IGBT模块。

2.采用多级关断。门极驱动电路采用多个MOS管在IGBT关断时进行切换控制，从而实现多级关断，以达到抑制Vce尖峰电压的效果，此种关断方法能够有效减小模块的电压尖峰，但是由于需要采用多级MOS管切换控制，物料成本升高，同时器件数量和故障率也相应增加。

3.采用软关断。在IGBT模块发生短路时驱动电路会触发保护并关断门极信号，由于短路电流较大，关断时Vce尖峰很高，需要采用软关断技术抑制Vce尖峰，防止应力过高损坏模块，但由于软关断技术只在短路保护时触发，无法降低IGBT正常开通关断时的过压尖峰。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术上述至少一项技术问题，提出IGBT关断电路及其关断控制方法，包括该IGBT关断电路的IGBT电路，以及执行上述关断控制方法的电能变换电路。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

IGBT关断电路的关断控制方法，所述IGBT关断电路包括依次连接的信号传输电路、门极推挽放大电路、门极驱动电路和IGBT，所述IGBT关断电路可形成第一放电电路和第二放电电路，所述第二放电电路的阻值大于所述第一放电电路的阻值，所述第一放电电路和第二放电电路用于供所述IGBT的门极放电，所述门极推挽放大电路包括开关管T1和T2，所述开关管为三极管或MOS管或BJT管，包括如下控制步骤：

所述信号传输电路控制所述开关管T2开通、所述开关管T1关断，使所述IGBT的门极从所述第一放电电路进行放电以关断所述IGBT；

所述IGBT关断Td时间后，所述信号传输电路控制所述开关管T1开通Tr时间并同时关断所述开关管T2，使所述IGBT的门极从所述第二放电电路进行放电以降低所述IGBT的集电极和发射极之间的尖峰电压。

在一些优选的实施方式中，所述Tr时间和所述Td时间满足：使所述Tr时间内的Vge的波形的上升沿与Vce的波形的上升沿近似一致；所述Vce为集电极和发射极之间的尖峰电压，所述Vge为门极电压。