一种绝缘栅双极晶体管保护电路、模块和空调器的制作方法

本申请属于电力电子，具体涉及一种绝缘栅双极晶体管保护电路、模块和空调器。

背景技术：

1、绝缘栅双极晶体管(insulated gate bipolar transistor，igbt)是一种三端半导体开关器件，可用于多种电子设备中的高效快速开关。在交流电机、变频器、开关电源、照明电路、牵引传动等领域应用广泛。在igbt的应用电路中，由于栅极浪涌或者其它感性器件的影响，会使igbt集电极上dv/dt变化耦合到栅极，导致igbt栅极电压升高，当其电压超过栅极阈值时会造成igbt的误开启，出现使用者意想不到的情况。

2、相关技术中，可以给igbt的栅极上的负载电阻并联一个反向二极管和一个负载电阻，形成放电电路，当栅极电压升高时，可通过反向二极管和两个负载电阻形成的回路进行放电，从而降低igbt的栅极电压，避免igbt误开启。

3、但是这种方法的放电效率较低，在发生浪涌时，igbt的栅极电压上升速度较快，无法有效降低igbt的栅极电压，igbt误开启的可能性依然较高。

技术实现思路

1、本申请实施例的目的是提供一种绝缘栅双极晶体管保护电路、模块和空调器，能够解决相关技术中绝缘栅双极晶体管误开启的可能性较高的问题。

2、第一方面，本申请实施例提供了一种绝缘栅双极晶体管保护电路，所述电路包括：

3、第一金属-氧化物半导体场效应晶体管、输入信号处理模块、第一负载电阻、绝缘栅双极晶体管；

4、所述输入信号处理模块的输入端用于接收输入信号，所述输入信号处理模块的输出端与所述金属-氧化物半导体场效应晶体管的栅极相连，用于在输入信号为低电平时导通所述金属-氧化物半导体场效应晶体管；

5、所述金属-氧化物半导体场效应晶体管的源极与所述第一负载的第一端相连，所述金属-氧化物半导体场效应晶体管的漏极接地；

6、所述绝缘栅双极晶体管的栅极与所述第一负载电阻的另一端相连。

7、可选地，所述电路还包括：

8、第一n型金属-氧化物半导体场效应晶体管；

9、所述第一n型金属-氧化物半导体场效应晶体管的栅极与所述非门的输出端相连；所述第一n型金属-氧化物半导体场效应晶体管的源极与所述绝缘栅双极晶体管的栅极相连；所述第一n型金属-氧化物半导体场效应晶体管的漏极与所述接地端相连。

10、可选地，断开所述第一n型金属-氧化物半导体场效应晶体管的栅极与所述非门的输出端之间的连接，所述电路还包括：

11、第二负载电阻、第三负载电阻、运算放大器、与门；

12、所述第二负载电阻的第一端用于连接稳压电源，所述第二负载电阻的第二端与所述第三负载电阻的第一端相连接；所述第三负载电阻的第二端接地；所述第二负载电阻的第二端和所述第三负载电阻的第一端与所述运算放大器的同相输入端相连；所述运算放大器的反相输入端与所述绝缘栅双极晶体管的栅极相连；所述与门的第一输入端与所述运算放大器的输出端相连；所述与门的第二输入端与所述非门的输出端相连；所述与门的输出端与所述第一n型金属-氧化物半导体场效应晶体管的栅极相连。

13、可选地，所述电路还包括：

14、二极管；

15、所述二极管的阴极与所述第一负载的第一端相连；所述二极管的阳极与所述绝缘栅双极晶体管的栅极相连。

16、可选地，断开所述二极管的阳极与所述绝缘栅双极晶体管的栅极之间的连接，所述电路还包括：

17、第五负载电阻；

18、所述第五负载电阻的一端与所述二极管的阳极相连，所述第四负载电阻的另一端与所述绝缘栅双极晶体管的栅极相连。

19、可选地，所述电路还包括：

20、第二金属-氧化物半导体场效应晶体管；

21、所述第二金属-氧化物半导体场效应晶体管的源极用于连接稳压电源，所述第二金属-氧化物半导体场效应晶体管的栅极与所述输入信号处理模块的输出端相连；所述第二金属-氧化物半导体场效应晶体管的漏极与所述第一金属-氧化物半导体场效应晶体管的源极相连；所述输入信号处理模块还用于在输入信号为高电平时导通所述第二金属-氧化物半导体场效应晶体管。

22、可选地，所述第一金属-氧化物半导体场效应晶体管和所述第二金属-氧化物半导体场效应晶体管的导通方式不同。

23、可选地，所述第一金属-氧化物半导体场效应晶体管为n型金属-氧化物半导体场效应晶体管，且所述输入信号处理模块为非门。

24、第二方面，本申请实施例提供了一种绝缘栅双极晶体管保护模块，包括如上任意一项所述的绝缘栅双极晶体管保护电路。

25、第三方面，本申请实施例提供了一种空调器，包括如上所述的绝缘栅双极晶体管保护模块。

26、在本申请实施例中，提供一种绝缘栅双极晶体管保护电路，包括：第一金属-氧化物半导体场效应晶体管、输入信号处理模块、第一负载电阻、绝缘栅双极晶体管；输入信号处理模块的输入端用于接收输入信号，输入信号处理模块的输出端与金属-氧化物半导体场效应晶体管的栅极相连，用于在输入信号为低电平时导通金属-氧化物半导体场效应晶体管；金属-氧化物半导体场效应晶体管的源极与第一负载的第一端相连，金属-氧化物半导体场效应晶体管的漏极接地；绝缘栅双极晶体管的栅极与第一负载电阻的另一端相连。通过该电路，可以在输入信号为低电平时导通第一n型金属-氧化物半导体场效应晶体管，在发生浪涌时可以将绝缘栅双极晶体管的栅极电压经过第一负载电阻和第一n型金属-氧化物半导体场效应晶体管直接释放到接地端，避免了电流在负载中循环流动，提升了栅极电压的下降速度。

技术特征：

1.一种绝缘栅双极晶体管保护电路，其特征在于，所述电路包括：

2.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，所述电路还包括：

3.根据权利要求2所述的电路，其特征在于，断开所述第一n型金属-氧化物半导体场效应晶体管的栅极与所述非门的输出端之间的连接，所述电路还包括：

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述电路还包括：

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，断开所述二极管的阳极与所述绝缘栅双极晶体管的栅极之间的连接，所述电路还包括：

6.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，所述电路还包括：

7.根据权利要求6所述的电路，其特征在于，所述第一金属-氧化物半导体场效应晶体管和所述第二金属-氧化物半导体场效应晶体管的导通方式不同。

8.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，所述第一金属-氧化物半导体场效应晶体管为n型金属-氧化物半导体场效应晶体管，且所述输入信号处理模块为非门。

9.一种绝缘栅双极晶体管保护模块，其特征在于，包括如权利要求1至8任意一项所述的绝缘栅双极晶体管保护电路。

10.一种空调器，其特征在于，包括如权利要求9所述的绝缘栅双极晶体管保护模块。

技术总结
本申请公开了一种绝缘栅双极晶体管保护电路，包括：第一金属‑氧化物半导体场效应晶体管、输入信号处理模块、第一负载电阻、绝缘栅双极晶体管；输入信号处理模块的输入端用于接收输入信号，输入信号处理模块的输出端与金属‑氧化物半导体场效应晶体管的栅极相连，用于在输入信号为低电平时导通金属‑氧化物半导体场效应晶体管；金属‑氧化物半导体场效应晶体管的源极与第一负载的第一端相连，金属‑氧化物半导体场效应晶体管的漏极接地；绝缘栅双极晶体管的栅极与第一负载电阻的另一端相连，可以将栅极电压直接通过接地端释放，避免释放绝缘栅双极晶体管的栅极电压时在电路内部形成环流，提升了栅极电压的下降速度。

技术研发人员：刘宏民
受保护的技术使用者：珠海零边界集成电路有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/2/29