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。
技术实现要素：
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三极管t1和t2，其特征在于包括如下控制步骤：
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。
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的波形的上升沿一致或近似一致；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。
采用上述关断控制方法的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；所述门极推挽放大电路包括三极管t1和t2；所述信号传输电路用于控制所述igbt的门极的开通和关断；所述门极推挽放大电路用于提供电流驱动所述igbt的门极；所述门极驱动电路用于匹配所述igbt的门极参数以及对门极电压进行保护和控制；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。
在一些优选的实施方式中，所述三极管为n型mos管；所述门极驱动电路包括门极开通电阻ron、门极关断电阻roff和门极下拉电阻r1，所述门极开通电阻ron的一端和所述门极关断电阻roff的一端共同连接所述igbt的门极，所述门极开通电阻ron的另一端连接所述三极管t1的漏极，三极管t2的源极与所述门极下拉电阻r1的一端共同连接所述门极关断电阻roff的另一端，所述三极管t2的漏极与所述门极下拉电阻r1的另一端共同接到igbt关断电路的公共端；所述第一放电电路包括所述门极关断电阻roff和所述三极管t2；所述第二放电电路包括所述门极关断电阻roff和所述门极下拉电阻r1。
在一些优选的实施方式中，所述三极管的类型包括bjt管和mos管。
在一些优选的实施方式中，所述mos管的类型包括n型mos管和p型mos管。
igbt电路，包括上述的igbt关断电路。
电能变换电路，包括处理器、存储器和一个或多个程序，所述一个或多个程序被存储在所述存储器中，并且被配置成由所述处理器执行，所述程序包括用于执行上述关断控制方法的指令。
与现有技术相比，本发明的有益效果有：
对igbt进行关断时，igbt的门极先通过第一放电电路进行放电，经过td时间后，igbt的门极再通过第二放电电路进行放电，持续tr时间，第二放电电路的阻值大于第一放电电路的阻值，实现阶梯放电，从而降低vce过压尖峰。根据不同的关断时间和dv/dt调整开通脉冲时间tr可实现最佳控制。
此外，本发明的电路结构简单，易于控制，成本低，可靠性高，在igbt关断时有效抑制过压尖峰，保障igbt的可靠运行。
附图说明
图1为本发明的igbt关断电路的电路结构图；
图2为本发明的igbt关断电路的控制时序图；
图3为本发明的igbt关断电路的关断控制方法的流程图；
图4为加大门极关断电阻时的测试波形；
图5为本发明的测试波形。
具体实施方式
以下对本发明的实施方式作详细说明。应该强调的是，下述说明仅仅是示例性的，而不是为了限制本发明的范围及其应用。
参考图1，igbt关断电路包括依次连接的信号传输电路1、门极推挽放大电路2、门极驱动电路3和igbt；门极推挽放大电路2包括三极管t1和t2；信号传输电路1用于控制igbt的门极的开通和关断；门极推挽放大电路2用于提供电流驱动igbt的门极；门极驱动电路2用于匹配igbt的门极参数以及对门极电压进行保护和控制；igbt关断电路可形成第一放电电路100和第二放电电路200，第二放电电路200的阻值大于第一放电电路100的阻值，第一放电电路100和第二放电电路200用于供igbt的门极放电。
以下对信号传输电路1和门极推挽放大电路2做具体的说明：
信号传输电路1主要包括驱动芯片逻辑控制部分，信号传输电路1接收输入信号，经过隔离处理后输出门极信号，由驱动芯片10输出后，使igbt的门极可以根据驱动信号指令进行开通关断。
门极推挽放大电路2对信号传输电路1输出的驱动信号进行放大，从而有足够的驱动电流驱动igbt的门极。
本发明的igbt关断电路采用如下关断控制方法：
参考图2至图3。
s1、igbt的正常开通脉冲时间是ton，对igbt进行关断时，信号传输电路1控制三极管t2开通、三极管t1关断，使igbt的门极从第一放电电路100进行放电以关断igbt；
s2、igbt关断td时间后，信号传输电路控制三极管t1开通tr时间并同时关断三极管t2，使igbt的门极从第二放电电路200进行放电以降低igbt的集电极和发射极之间的尖峰电压。
根据上述可知，对igbt进行关断时，igbt的门极先通过第一放电电路100进行放电，经过td时间后，igbt的门极再通过第二放电电路200进行放电，持续tr时间，第二放电电路200的阻值大于第一放电电路100的阻值，实现阶梯放电，从而降低vce过压尖峰。根据不同的关断时间和dv/dt调整开通脉冲时间tr可实现最佳控制。
本发明的电路结构简单，易于控制，成本低，可靠性高，在igbt关断时有效抑制过压尖峰，保障igbt的可靠运行。
以下对本发明作进一步的说明：
三极管为mos管，更具体的是n型mos管。
参考图1，门极驱动电路3包括门极开通电阻ron、门极关断电阻roff和门极下拉电阻r1，门极开通电阻ron的一端和门极关断电阻roff的一端共同连接igbt的门极，门极开通电阻ron的另一端连接三极管t1的漏极，三极管t2的源极与门极下拉电阻r1的一端共同连接门极关断电阻roff的另一端，三极管t2的漏极与门极下拉电阻r1的另一端共同接到igbt关断电路的公共端com；第一放电电路100包括门极关断电阻roff和三极管t2；第二放电电路200包括门极关断电阻roff和门极下拉电阻r1。
门极推挽放大电路2还包括栅极驱动器u1和u2，栅极驱动器u1的输入端与驱动芯片10的一路输出相连，栅极驱动器u1的地与栅极开通点gh相连，栅极驱动器u1的输出与三极管t1的栅极相连，三极管t1的源极与电源viso相连，三极管t1漏极与栅极开通点gh相连，栅极驱动器u2的输入端与驱动芯片10另一路输出相连，栅极驱动器u2的地与公共端com相连，栅极驱动器u2的输出与三极管t2的栅极相连，三极管t2的漏极与公共端com相连，三极管t2的源极与栅极关断点gl相连。
门极驱动电路3还包括门极钳位二极管d1和门极电容c1。门极开通电阻ron一端与栅极开通点gh相连，另一端与igbt的门极相连。门极关断电阻roff一端和栅极关断点gl相连，另一端和igbt的门极相连。门极钳位二极管d1的正极与igbt的门极相连，门极钳位二极管d1的负极和电源viso相连。门极下拉电阻r1的一端和栅极关断点gl相连，另一端和公共端com相连。门极电容c1的一端和igbt的门极相连，另一端和igbt的漏极相连。
参考图1和图2，igbt的正常开通脉冲时间是ton，igbt的门极开通时由驱动芯片10输出脉冲，经过栅极驱动器u1输出控制三极管t1开通，同时三极管t2关断，从而使电源viso通过三极管t1和门极开通电阻ron向igbt门极充电，使igbt门极开通；igbt的门极关断时首先由驱动芯片10输出脉冲，经过栅极驱动器u2输出控制三极管t2的开通，同时三极管t1关断，从而使igbt的门极通过门极关断电阻roff和三极管t2向公共端com放电，也即通过第一放电电路100进行放电，使igbt关断。在关断一定时间td后，给三极管t1一个tr时间的开通脉冲，比如200ns，同时关断三极管t2，使门极关断波形短暂上升，然后使门极从下拉电阻r1通路进行放电，也即通过第二放电电路200进行放电，采用不同阶梯进行放电，从而降低vce过压尖峰。
以上对本发明进行了说明，但本发明还可以有一些变型的形式，比如：
参考图4和图5，tr时间和td时间满足：使tr时间内的vge的波形的上升沿与vce的波形的上升沿一致或近似一致，从而使vce电压的抑制效果达到最佳；vce为集电极和发射极之间的尖峰电压，vge为门极电压。短暂脉冲开通时间tr和延迟时间td是根据门极关断电阻ron的大小进行调整的。
三极管还可以是bjt(bipolarjunctiontransistor，双极结型晶体管)管。
时间tr的范围为100ns至300ns。
三极管还可以是p型mos管。
图4为加大门极关断电阻时的测试波形，母线电压为150v时，vce电压为406v，vce尖峰电压＝406v-150v＝256v；图5为本发明的测试波形，在门极关断时给予一个200ns的开通脉冲，同等条件下，可以使vce尖峰电压降低至104v(母线电压为150v，vce电压为254v，vce尖峰电压＝254v-150v＝104v)。可见，本发明能有效降低vce尖峰电压，vce电压钳位效果明显。
本发明还提供一种igbt电路，该电路包括上述的igbt关断电路。
本发明另外提供一种电能变换电路，包括处理器、存储器和一个或多个程序，所述一个或多个程序被存储在存储器中，并且被配置成由处理器执行，所述程序包括用于执行上述关断控制方法的指令。
以上内容是结合具体/优选的实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，其还可以对这些已描述的实施方式做出若干替代或变型，而这些替代或变型方式都应当视为属于本发明的保护范围。