功率管短路检测保护电路、加热电路及电器设备的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及短路检测保护电路，具体而言涉及功率管短路检测保护电路、加热电路及电器设备。
【背景技术】
[0002]诸如IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor，绝缘棚.极型晶体管)的功率管的一个主要应用就是作为负载导通和关断的开关器件，例如在诸如电磁炉、微波炉及其它采用电磁加热的装置中，常使用IGBT等功率管作为负载导通和关断的开关器件，通过IGBT高频的导通和关断来使诸如线圈的负载产生高频交变磁场，进而产生热量以实现电磁加热。
[0003]然而，功率管作为负载导通和关断的开关器件，因为其比较脆弱，在很多使用场合因为负载内部短路或其它异常情况，例如交流电源的浪涌电流(或电压)干扰等其他原因，会造成电流过大快速发热而烧毁功率管，所以对功率管的保护尤为重要。目前通常通过对功率管进行电流采样或电压采样来进行功率管的过流或短路保护。但是这些保护电路反应时间往往不够快，一旦发生异常还是容易导致功率管损坏。此外，部分保护电路往往采用硬关断，即在出现短路时直接通过切断功率管的驱动电压来关断功率管，而这在使用诸如线圈等电感器件作为负载的电路中往往会产生非常高的反向电动势，威胁到功率管的安全，甚至击穿功率管。
[0004]因此，为解决上述技术问题，有必要提出一种改进的功率管短路检测保护电路。【实用新型内容】
[0005]为至少部分地解决上述技术问题，根据本实用新型的一个方面，提供了一种功率管短路检测保护电路。其中，所述功率管的控制端与驱动单元连接，以在驱动单元驱动电压的控制下实现导通或关断，该功率管短路检测保护电路包括:短路检测电路，其与所述功率管的输出端连接，用于检测是否有短路电流流过所述功率管，且在短路电流流过所述功率管时输出逐步升高的电压；第一关断电路，其连接在所述功率管的控制端和地之间，用于在短路电流流过所述功率管时在所述短路检测电路输出的逐步升高的电压控制下逐步下拉所述功率管控制端的驱动电压，以关断所述功率管。
[0006]可以理解，在本实用新型的功率管短路检测保护电路中，首先设置短路检测电路，以检测电路是否出现短路电流，即大电流，并且当出现短路电流时，短路检测电路的两端电压逐步升高，从而可以输出一个逐步升高的电压信号，这样在该逐步升高的电压信号控制下，连接在所述功率管的控制端和地之间的第一关断电路逐步将功率管的驱动电压下拉，并最终关断功率管。
[0007]所以，根据本实用新型的功率管短路检测保护电路，由于功率管的关断通过逐步下拉驱动电压完成，相对直接通过切断驱动电压的硬关断是一个较缓慢的过程，因而对电感负载能最大程度地减低其反向电动势，从而最大程度地保护功率管。并且该短路保护检测电路通过硬件电路关断功率管，保护速度快，最大限度地保护了功率管。进一步地，由于有效的保护了功率管，因此减少了因异常情况而损坏关键器件的概率，进而降低了维修成本。
[0008]优选地，所述短路检测电路包括并联连接的滤波电容和短路检测电阻，所述并联连接的滤波电容和短路检测电阻一端与所述功率管的输出端连接，另一端接地。
[0009]可以理解，在本实用新型的功率管短路检测保护电路中，使用短路检测电阻来检测短路电流，当出现短路电流时，其两端的电压会升高，并且由于并联有滤波电容，一方面可以防止误触发，另一方面可以使短路检测电阻两端的电压近似呈线性上升，这样便可以在出现短路时输出一个逐步升高的电压，进而使第一关断电路逐步下拉功率管的驱动电压。
[0010]更优选地，所述短路检测电阻为康铜丝。
[0011]可以理解，在本实用新型的功率管短路检测保护电路中，利用了康铜丝阻值稳定、受温度影响较小和价格低廉的优点，因而根据本实用新型的功率管短路检测保护电路具有稳定性高、成本低的优点。
[0012]优选地，所述第一关断电路包括第一下拉三极管，所述第一下拉三极管的集电极和发射极分别与所述功率管的控制端和地连接，所述第一下拉三级管的基极受所述短路检测电路的输出电压控制。
[0013]可以理解的是，在本实用新型的功率管短路检测保护电路中，利用了三极管在基极电压/电流逐渐增大的过程中，逐步进入放大区和饱和区的特性，从而在短路检测电路的输出电压控制下，当出现短路电流时，逐步进入放大区和饱和区，进而逐步下拉功率管的驱动电压，并最终关断功率管。因而，根据本实用新型的功率管短路检测保护电路，可以对电感负载能最大程度地减低其反向电动势，从而最大程度地保护功率管。
[0014]优选地，所述第一下拉三极管的基极与所述功率管的输出端连接。
[0015]可以理解的是，通过将第一下拉三极管的基极与所述功率管的输出端连接，使得短路检测电路的输出电压或短路检测电阻两端的电压可以施加在第一下拉三级管的基极上，进而在出现短路电流时，可以在第一下拉三级管的基极上施加一个逐步升高的电压，以实现上述目的。
[0016]优选地，该功率管短路检测保护电路还包括:分压电路，其并联在所述短路检测电路的两端，且具有分压点。
[0017]可以理解的是，通过设置分压电路，可以合理分配短路检测电路的输出电压，进而在分压点输出所需大小的电压。
[0018]优选地，所述分压电路包括第一分压电阻和第二分压电阻，所述分压点位于所述第一分压电阻和第二分压电阻之间。
[0019]可以理解的是，通过合理设置第一分压电阻和第二分压电阻的大小，便可以调节分压点的电压大小，使其处于合理/需要的范围内。
[0020]优选地，所述第一下拉三极管的基极与分压点连接。
[0021]可以理解的是，通过将所述第一下拉三极管的基极与分压点连接，一方面可以在出现短路电流时，可以在第一下拉三级管的基极上施加一个逐步升高的电压，另一方面可以防止施加在基极上的电压超出第一下拉三级管承受范围，避免由于施加的电压过高而损坏第一下拉三极管。
[0022]优选地，该功率管短路检测保护电路还包括:第二关断电路，其连接在工作电源和地之间，且具有关断信号输出端；其中所述关断信号输出端用于在所述短路检测电路检测到短路电流时向控制器输出短路信号，以使所述控制器关断所述驱动单元的驱动电压。
[0023]可以理解的是，通过设置第二关断电路，在出现短路电流时，可以通过关断功率管驱动单元的驱动电压来彻底关断功率管而实现保护。因而，根据本实用新型的功率管短路检测保护电路，在出现短路电流时，一方面通过第一关断电路逐步下拉功率管的驱动电压实现功率管的关断，另一发面通过第二关断电路彻底关断功率管，并且由于第一关断电路的存在，给了控制器足够的处理时间，这样，在第一关断电路和第二关断电路的协同作用下，可以防止由于情况突发而导致控制器响应不及的情形出现，大大提高了短路检测保护电路的可靠性。
[0024]优选地，所述第二关断电路包括第三分压电阻和第二下拉三极管，所述关断信号输出端位于所述第三分压电阻和第二下拉三极管之间，所述第三分压电阻一端与工作电源连接，另一端与第二下拉三极管的集电极连接，所述第二下拉三极管的发射极接地，且所述第二下拉三极管的基极受所述短路检测电路的输出电压控制。
[0025]可以理解的是，在此同样利用了前述三极管的特性，作为开关元件，在出现短路电流时，逐步将关断信号输出端的电压下拉，当关断信号输出端出现下降沿时，控制器便可以知道出现短路电流，进而做出处理，关断功率管的驱动电压。
[0026]优选地，所述第二下拉三极管的基极与所述功率管的输出端连接。
[0027]可以理解的是，通过将第二下拉三极管的基极与所述功率管的输出端连接，使得短路检测电路的输出电压或短路检测电阻两端的电压可以施加在第二下