仅是示例性的，而不应被理解为对本发明的保护范围进行任何限制。
[0092]基于与【背景技术】中存在的问题，本发明改进的技术构思是实时监测功率模块内IGBT管的集电极-发射极电压VCE，当监测到集电极-发射极电压Vce低于一安全阈值时，则触发功率模块的欠压保护功能，使IGBT管进入截止(关断)状态。这样可以确保功率模块即不会频繁地发生欠压保护，也不会出现部分IGBT管或全部IGBT管因进入线性区而导致发热过大的情况。
[0093]图2A示出了根据本发明上述构思的IGBT管保护电路的功能结构图。如图2A所示，驱动电路21为IGBT管22提供驱动电压，在IGBT管22的集电极与发射极之间设置一个欠压保护控制信号产生电路23，检测IGBT管22的集电极-发射极电压，当检测到IGBT管22在导通时其集电极-发射极电压高于一安全阈值时，就产生欠压保护控制信号，并将欠压保护控制信号提供给驱动电路21。驱动电路21在接收到欠压保护控制信号时关闭，从而使受其驱动的IGBT管22截止，即进入截止工作状态，从而避免IGBT管22进入线性区工作状态。
[0094]图2B进一步示出了欠压保护控制信号产生电路的一种可能的更详细的功能结构图。如图2B所示，图2A中的欠压保护控制信号产生电路23可以进一步包括电压检测电路231和欠压保护电路232。
[0095]电压检测电路231检测IGBT管22的集电极-发射极电压。电压检测电路231根据IGBT管22的工作状态，输出相应的电压检测信号。即:I)在IGBT管22截止(即工作于截止状态)时，电压检测电路输出表示IGBT管22截止的电压检测信号；2)在IGBT管22导通(即工作于导通状态)时，如果其集电极-发射极电压高于上述安全阈值，则输出表示IGBT管22集电极-发射极电压高于该安全阈值(即可能进入线性区)的电压检测信号;如果其集电极-发射极电压不高于该安全阈值，则输出表示IGBT管22进入饱和导通的所述电压检测信号。
[0096]欠压保护电路232与电压检测电路231相连，接收电压检测电路231输出的电压检测信号，当电压检测信号表示IGBT管22在导通时其集电极-发射极电压高于上述安全阈值时，产生欠压保护控制信号。
[0097]驱动电路21与欠压保护电路232相连，当接收到欠压保护电路232产生的欠压保护控制信号时，驱动电路21关闭，受其驱动的IGBT管22截止。
[0098]请进一步参见图3A，图3A示出了图2B所示的电压检测电路231的较佳实施例电路结构。如图3A所示，电压检测电路231包括高压隔离电路2311、差分减法电路2312和电压选择电路2313。
[0099]如前所述，IGBT管在功率模块中，有两种工作状态:截止状态和导通状态。IGBT管工作于截止状态时，其集电极-发射极电压约等于母线电压，一般在几百伏以上。在导通状态时，如果正常工作，IGBT管应当工作于饱和状态，其集电极-发射极电压一般较低，我们把该电压定义为饱和电压。当出现异常情况时，IGBT管的集电极-发射极电压会高于饱和电压，IGBT管有可能会或已进入线性区。电压检测电路231的作用就是实时监测IGBT管导通时其集电极-发射极电压是否高于一安全阈值，该安全阈值一般大于或等于该饱和电压。较佳地，该安全阈值可以设定为了饱和电压的1.5倍。
[0100]高压隔离电路2311具有两个输入端C和E，两个输入端C和E分别连接到图2B所示的IGBT管22的集电极和发射极上，并输出差分电压信号。高压隔离电路2311的作用是，当IGBT管22导通时，高压隔离电路2311以差分电压信号方式正常传输IGBT管22的集电极-发射极电压；当IGBT管22截止时，高压隔离电路2311将IGBT管22集电极-发射极间的高电压转换为低电压。
[0101]差分减法电路2312与高压隔离电路2311相耦接，接收高压隔离电路2311输出的差分电压信号，对差分信号进行减法处理后，输出电压压差。
[0102]电压选择电路2313接收IGBT管22的驱动信号Ctrl，并与差分减法电路2312相连。当驱动信号Ctrl表示IGBT管22处于截止状态时，则电压选择电路2313使差分减法电路2312的输出端Uout输出O伏电压信号作为电压检测信号，表示IGBT管22工作于截止状态，当然在其它实施例中，也可以使差分减法电路2312的输出端Uout输出一个低电压信号，只要该低电压信号低于安全阈值；当驱动信号Ctrl表示IGBT管22处于导通状态时，则电压选择电路2313使差分减法电路2312的输出端Uout输出IGBT管22的集电极-发射极电压信号作为电压检测信号。
[0103]继续参见图3A，高压隔离电路2311包括电阻R1、隔离二极管Dl以及稳压管D2。电阻Rl的第一端耦接至IGBT管22的集电极，电阻Rl的第二端连接至隔离二极管Dl的正端，并耦接至差分减法电路2322的第一输入端。隔离二极管Dl和稳压管D2串联，隔离二极管Dl的负端耦接至稳压管D2的负端，稳压管D2的正端连接至IGBT管22的发射极，同时耦接至差分减法电路2312的第二输入端。
[0104]由于功率模块在实际工作过程中，IGBT管是处于高速开关的过程，因此其集电极_发射极电压的变化幅度较大。如上所述，当IGBT管处于饱和导通状态时，其集电极-发射极电压就是饱和电压，而当IGBT管处于截止状态时，其集电极-发射极电压约等于母线电压，一般在几百伏以上。
[0105]以IGBT管22为例，假设饱和电压为3V，则当IGBT管22导通时，C点的电位为300V(等于母线电压Vp)、E点电位为297V(近似于母线电压Vp)，集电极-发射极电压VCE = 3V;当IGBT管22截止时，C点电位为300V，E点电位为3V(下管导通)，集电极-发射极电压VCE = 297V。其Vce的变化形状则如图3C所示。从以上分析可以看出，Vce大于安全阈值并不一定意味着IGBT管出现线性导通，也可能是IGBT管正处于截止状态。
[0106]具体地，该稳压管D2的稳压值可大于等于上述安全阈值，但是小于电压检测电路231的电源电压。较优地，稳压值可以等于该安全阈值，或者稍大于安全阈值。
[0107]当IGBT管22导通时，C点与E之间的压降小于稳压管D2的压降与隔离二极管Dl的压降之和，由于隔离二极管Dl的反向阻断和稳压管D2的作用，A点的电位接近于C点的电位，此时差分减法电路2312的差分输入为C点与E点之间的实际压降；当IGBT管22截止时，C点与E点之间的压降远大于稳压管D2压降与隔离二极管Dl的压降之和，隔离二极管Dl导通，由于稳压管D2的箝位作用，将A点与E点之间的压降箝位于稳压管D2的压降与隔离二极管Dl的压降之和，即差分减法电路2312的差分输入信号的压差等于稳压管D2的压降与隔离二极管Dl的压降之和，并由电阻Rl承担C点与A点之间的高压，从而差分减法电路2312的输出Uout为稳压管D2的压降与隔离二极管Dl的压降之和。
[0108]当然，当IGBT管22处于截止时，C点与E点之间的压降接近母线电压，例如近300V。此时，由于高压隔离电路2311的保护，也仅能传递稳压管D2与隔离二极管Dl上压降(例如7V)至差分减法电路2312的差分输入。同时由于电压选择电路2313的存在，使得差分减法电路2312的Uout被箝位于低电平，而非输出该7V，以免干扰欠压保护电路232对欠压还是饱和导通的判断。
[0109]具体地，差分减法电路2312包括运算放大器OPI以及电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5。有关差分减法电路2312的具体电路结构以及工作原理，属于本领域的常用技术，本领域普通技术人员可以根据需要选用不同的电路结构实现上述功能，因此，在此不再作具体的描述，上述内容也不应构成对本发明的具体限制。
[0110]具体地，在一实例中，电压选择电路2313可包括一MOS管Pl和反相器P2 JOS管Pl的栅极通过反相器P2耦接至IGBT管22的栅极，接收IGBT管22的驱动信号Ctrl (即用于控制IGBT管22截止或导通的驱动信号)。当驱动信号为低电平以使IGBT管22截止时，经过反相器P2的反相，使MOS管Pl的栅极为高电平从而使MOS管Pl导通，从而将差分减法电路2312的输出信号拉为低电平。
[0111]请进一步参见图3B，图3B示出了图2B所示的欠压保护电路232的较佳实施例电路结构。如图3B所示，欠压保护电路232包括比较器0P2、反相器P3、反相器P4、电容Cl和电阻R6。电压检测电路231的电压检测信号输入至欠压保护电路232的输入端，S卩比较器0P2的负端，比较器0P2的正端输入参考电压，参考电压等于IGBT管22的安全阈值。当电压检测信号大于该安全阈值，即表示IGBT管22处于线性导通状态，则比较器0P2的输出端输出第一信号，即欠压保护控制信号，以关闭与其相连的驱动电路21。当电压检测信号小于该安全阈值，即表示IGBT管22处于饱和导通状态或截止状态，比较器0P2的输出端输出第二信号，相应的驱动电路不关闭，正常响应驱动电路的输入信号。
[0112]较优地，比较器0P2的输出端串联有两个反相器P3、P4，电容Cl的一端连接在这两个反相器P3、P4之间，另一端接地。电容Cl的作用是当反相器P34翻转时，需要维持一段足够让电容Cl充电或放电的时间，才能使欠压保护电路232的输出信号发生翻转，这样可以避免因为电路信号毛刺等原因而引起频繁触发欠压保护动作。
[0113]虽然以上对电压检测电路231和欠压保护电路232的具体电路结构作了描述，但应当理解，这仅是一个较佳的实施例而已。本领域普通技术人员可以根据需要选用其它不同的电路结构实现其相应的功能，因此上述内容不应构成对本发明的具体限制。
[0114]下面将结合图4和图5具体描述使用了上述IGBT管保护电路的功率模块的实施例。其中，图4示出了使用了本发明的IGBT管保护电路的功率模块的一种电路结构。
[0115]如图4所示，该功率模块包括上桥臂模块和下桥臂模块。上桥臂模块包含三个上桥臂IGBT管411、412、413。每个上桥臂1681'管411、412、413的集电极和发射极均耦接一个电压检测电路421、422、423和一个欠压保护电路431、432和433。电压检测电路421、422和423分别与欠压保护电路431、432和433构成三个欠压保护控制信号产生电路，均可采用上面描述的电路结构。上桥臂模块还包括三个驱动电路(U相上桥臂驱动电路441、V相上桥臂驱动电路442和W相上桥臂驱动电路443)