Igbt状态检测电路以及igbt状态检测方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及汽车领域，具体地，涉及一种IGBT状态检测电路以及IGBT状态检测方 法。
【背景技术】
[0002] 现有技术中，电动汽车电机主控制器中为保护主回路功率器件，通常会设置主动 泄放回路。通常，该主动泄放回路由泄放电阻和绝缘栅双极型晶体管（IGBT)组成，连接在 直流母线电压正负极之间。一般地，IGBT工作状态主要包括：开通、关断、短路。为了保护 主控器中的主回路功率器件，提高电动汽车的安全性，需要对IGBT工作状态进行检测。
[0003] 现有IGBT状态检测存在以下方式：（1)使用集成化驱动模块，但是这种检测模块 检测IGBT驱动级信号，只能在IGBT开通时检测，且价格较高，可应用性差；（2)使用稳压管 加串联光耦模式，但是这种检测模式只能检测IGBT短路时其C、E间电压高于驱动电源电压 的情况，若C、E间电压低于驱动电源电压，则不能准确判断，而且存在较大的延时，不能实 现实时监测。即现有技术中缺少一种能够对IGBT状态进行实时地、有效地、精确地、可靠地 检测的电路和方法。
【发明内容】
[0004] 针对现有技术中存在的上述技术问题，本发明的目的是提供一种IGBT状态检测 电路，该电路包括：IGBT的集电极和发射极之间的并联分压电路1，用于获取IGBT的集电极 和发射极之间电压的分压电压并输出分压电压信号VI至电压比较电路2的输入端；所述电 压比较电路2,用于根据所述分压电压信号VI以及预定电压信号Vz判断IGBT状态并输出 IGBT状态反馈信号V2至状态反馈隔离输出电路3的输入端；状态反馈隔离输出电路3,用 于响应于所述IGBT状态反馈信号V2输出IGBT状态反馈隔离信号。
[0005] 优选地，IGBT的集电极和发射极之间的并联分压电路1包括串联的第一电阻R1和 第二电阻R2,所述串联的第一电阻R1和第二电阻R2的两端分别与IGBT的集电极和发射极 连接，第一电阻R1与第二电阻R2之间的连接点输出分压电压信号VI。
[0006] 优选地，直流母线电压的正输入端通过第三电阻R3与IGBT的集电极IGBT-C连 接，直流母线电压的负输入端与IGBT的发射极IGBT-E连接。
[0007] 优选地，所述电压比较电路2包括第一单电源、比较器U2、第五电阻R5、以及第六 电阻R6 ;所述第一单电源的正极与所述比较器U2的正输入端连接，所述分压电压信号VI 输入所述比较器U2的负输入端，所述第六电阻R6设置在所述比较器U2的负输入端与所述 比较器U2的输出端之间，所述第五电阻R5设置在所述第一单电源的正极与所述比较器U2 的输出端之间，所述比较器U2的输出端输出IGBT状态反馈信号V2。
[0008] 优选地，所述电压比较电路2还包括第四电阻R4和稳压管Z1，所述第四电阻R4设 置在所述第一单电源的正极与所述比较器U2的正输入端之间，所述稳压管Z1设置在所述 比较器U2的正输入端与IGBT的发射极IGBT-E之间。
[0009] 优选地，所述第一单电源的负极与IGBT的发射极IGBT-E连接。
[0010] 优选地，所述比较器U2由第一单电源供电。
[0011] 优选地，所述状态反馈隔离输出电路3包括：第一单电源、第二单电源、光耦芯片 U3、三极管Q1、第八电阻R8、以及第九电阻R9 ;IGBT状态反馈信号V2输入三极管Q1的基极， 三极管Q1的发射极与第一单电源的正极连接，三极管Q1的集电极与所述光耦芯片U3的第 一输入端连接，所述光耦芯片U3的第二输入端经所述第八电阻R8与IGBT的发射极IGBT-E 连接；所述光耦芯片U3由所述第二单电源供电，所述第九电阻R9设置在所述光耦芯片U3 的输出端与所述第二单电源的正极之间，所述光耦芯片U3的输出端输出IGBT状态反馈隔 离信号。
[0012] 优选地，所述状态反馈隔离输出电路3还包括第七电阻R7,IGBT状态反馈信号V2 经过所述第七电阻R7输入三极管Q1的基极。
[0013] 优选地，所述光耦芯片U3为ACPL_M43T型光耦芯片。
[0014] 相应地，本发明还提供了一种用于本发明所提供的IGBT状态检测电路的IGBT状 态检测方法，该方法包括：根据接收自主控制器的IGBT开通/断开控制信号以及IGBT状态 反馈隔离信号判断IGBT状态。
[0015] 优选地，根据接收自主控制器的IGBT开通/关断控制信号以及IGBT状态反馈隔 离信号判断IGBT状态包括：在接收到IGBT开通控制信号且IGBT状态反馈隔离信号为高电 平的情况下，判断IGBT处于正常导通状态；在接收到IGBT开通控制信号且IGBT状态反馈 隔离信号为低电平的情况下，判断IGBT处于异常关断状态；在接收到IGBT关断控制信号 且IGBT状态反馈隔离信号为低电平的情况下，判断IGBT处于正常关断状态；以及在接收到 IGBT关断控制信号且IGBT状态反馈隔离信号为高电平的情况下，判断IGBT处于短路状态。
[0016] 优选地，在判断IGBT处于异常关断状态或短路状态的情况下，进行报警操作。
[0017] 采用本发明所提供的IGBT状态检测电路和IGBT状态检测方法可以根据IGBT状 态检测电路输出的IGBT状态反馈隔离信号和主控制器的IGBT开通/断开控制信号，实时 地、有效地、精确地、可靠地确定IGBT状态，更好地保护了电动汽车电机主控制器中的主回 路功率器件，提高了电动汽车的安全性，同时本发明所提供的IGBT状态检测电路可以避免 或降低对电路元器件的选型特殊要求，电路通用性好，能够有效防止过压危害。
[0018] 本发明的其它特征和优点将在随后的【具体实施方式】部分予以详细说明。
【附图说明】
[0019] 附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具 体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：
[0020] 图1是根据本发明的一种实施方式的示例IGBT状态检测电路的电路图。
【具体实施方式】
[0021] 以下结合附图对本发明的【具体实施方式】进行详细说明。应当理解的是，此处所描 述的【具体实施方式】仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
[0022] 为了更加清楚地阐明本发明的思想，下面将以示例IGBT状态检测电路的电路图 来进行详细地说明。图1是根据本发明的一种实施方式的示例IGBT状态检测电路的电 路图，如图1所示，该电路包括：IGBT的集电极和发射极之间的并联分压电路1，用于获取IGBT的集电极和发射极之间电压的分压电压并输出分压电压信号VI至电压比较电路2的 输入端；所述电压比较电路2,用于根据所述分压电压信号VI以及预定电压信号Vz判断 IGBT状态并输出IGBT状态反馈信号V2至状态反馈隔离输出电路3的输入端；状态反馈隔 离输出电路3,用于响应于所述IGBT状态反馈信号V2输出IGBT状态反馈隔离信号。
[0023] 根据本发明的一种实施方式，如图1所示，IGBT的集电极和发射极之间的并联分 压电路1可以包括串联的第一电阻R1和第二电阻R2,所述串联的第一电阻R1和第二电阻 R2的两端分别与IGBT的集电极和发射极连接，第一电阻R1与第二电阻R2之间的连接点输 出分压电压信号VI。
[0024] 优选地，直流母线电压的正输入端通过第三电阻R3与IGBT的集电极IGBT-C连 接，直流母线电压的负输入端与IGBT的发射极IGBT-E连接。具体地，电动汽车电机主控制 器直流母线电压一般范围300V~750V，为减小IGBT的CE极并联分压电路电流，因此，第一 电阻R1值可以选取为兆欧级。根据直流母线最低电压值，可以选择合适的第二电阻R2值， 以得到分压输出信号VI。例如，当直流母线电压范围为420V~650V，可以选取R1为1MQ， R2为10KQ，预定电压信号Vz为3. 3V。应当理解的是，上述示例均为用于说明本发明的构 思的非局限性示例，本领域技术人员可以根据实际情况（例如直流母线电压的实际范围、 其他电路器件的配置要求等）选择适当的第一电阻R1值、第二电阻R2值、第三电阻R3值 来配置IGBT状态检测电路。
[0025] 根据本发明的一种实施方式，如图1所示，所述电压比较电路2可以包括第一单电 源、比较器U2、第五电阻R5、以及第六电阻R6 ;所述第一单电源的正极与所述比较器的正输 入端连接，所述分压电压信号VI输入所述比较器U2的负输入端，所述第六电阻R6设置在 所述比较器U2的负输入端与所述比较器U2的输出端之间，所述第五电阻R5设置在所述第 一单电源的正极与所述比较器U2的输出端之间，所述比较器U2的输出端输出IGBT状态反 馈信号V2。以及，所述第一单电源的负极与IGBT的发射极IGBT-E连接。
[0026] 优选地，所述电压比较电路2还可