[实用新型]一种基于IGBT的饱和压降检测电路

说明书

本实用新型实施例公开了一种基于IGBT的饱和压降检测电路，所述饱和压降检测电路位于电源和三相交流电机的线路上，所述饱和压降检测电路包括：第一IGBT单元、第二IGBT单元、第三IGBT单元、第四IGBT单元、第五IGBT单元和第六IGBT单元、饱和压降检测单元、门极驱动单元、电流检测单元和霍尔传感器。在本实用新型实施例中基于该饱和压降检测电路配合电流检测单元可以实现对相应线路上各IGBT单元的饱和压降检测功能，使得对各IGBT单元的监控和维护实现了可能性。

技术领域

本实用新型涉及电子电路技术领域，尤其涉及一种直流保护电路及其应用系统。

背景技术

IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)，绝缘栅双极型晶体管，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。GTR饱和压降低，载流密度大，但驱动电流较大；MOSFET驱动功率很小，开关速度快，但导通压降大，载流密度小。IGBT综合了以上两种器件的优点，驱动功率小而饱和压降低。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。

IGBT模块是由IGBT(绝缘栅双极型晶体管芯片)与FWD(续流二极管芯片)通过特定的电路桥接封装而成的模块化半导体产品；封装后的IGBT模块直接应用于变频器、UPS不间断电源等设备上；IGBT模块具有节能、安装维修方便、散热稳定等特点；当前市场上销售的多为此类模块化产品，一般所述的IGBT也指IGBT模块；随着节能环保等理念的推进，此类产品在市场上将越来越多见。

由于IGBT单元各个组成材料的热膨胀率(CTE)有所差异，在经常负载变化的工况下(功率循环)长期使用或过高的结温变动，可能会产生材料结合部连接劣化，如绑定线与芯片结合处，芯片与DBC绝缘基板焊锡层，DBC绝缘基板与铜底板焊锡层，如果无法及时判断出劣化状况最终模块内部连接断路从而导致逆变器系统故障停机。劣化的状况可以从功率半导体器件的饱和压降数值去判断。如果饱和压降异常升高超过规格上限值则预示寿命即将完结。目前的逆变器装置基本上只是采集功率半导体模块内部热敏电阻(NTC)的温度或检测输出电流来进行过温度或过电流的故障检测。或者采集输出电流，输出电压，输出频率及载波频率，通过控制IC去进行结温(Tj)的推算。

目前的逆变器装置基本上只是采集功率半导体模块内部热敏电阻(NTC)的温度或检测输出电流来进行过温度或过电流的故障检测。或者采集输出电流，输出电压，输出频率及载波频率，通过控制IC去进行结温(Tj)的推算，精度不高，无法基于相应电路结构的组合实现对IGBT的功率循环寿命进行推测或实时的监测。

现有技术中存在相应的饱和检测电路实现了IGBT的检测手段，但如何结合三相交流电源输出实现饱和压降的检测电路还缺乏有效的检测手段，从而导致无法统一预测和检测电源和三相交流电机线路上各IGBT单元的寿命，对于一些高可靠性应用的场合必须频率更换模块以保证系统无停机及故障，从而大大增加了维护的成本。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，本实用新型提供了一种基于IGBT的饱和压降检测电路，通过在电源和三相交流电机间接入相应的饱和压降检测电路，基于该饱和压降检测电路配合电流检测单元可以实现对相应线路上各IGBT单元的饱和压降检测功能，使得对各IGBT单元的监控和维护实现了可能性。

为了解决上述问题，本实用新型提出了一种基于IGBT的饱和压降检测电路，所述饱和压降检测电路位于电源和三相交流电机的线路上，所述饱和压降检测电路包括：第一IGBT单元、第二IGBT单元、第三IGBT单元、第四IGBT单元、第五IGBT单元和第六IGBT单元、饱和压降检测单元、门极驱动单元、电流检测单元和霍尔传感器，其中：