大功率igbt冗余驱动保护电路的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种大功率IGBT冗余驱动保护电路。
【背景技术】
[0002]动态无功发生器SVG (Static Var Generator)是近年来发展较为迅速的无功补偿装置，它是由全控型变流器件组成的可控的电压源逆变器，能为系统连续快速地提供容性无功和感性无功功率，在电力系统中起到动态无功发生、无功补偿、电压支撑、改善系统稳定的作用。
[0003]在SVG装置中，IGBT功率器件由于其控制驱动电路简单、工作频率较高、容量较大的特点，已逐步取代晶闸管或GTO。IGBT集双极型功率晶体管和功率MOSFET的优点于一体，具有电压控制、输入阻抗大、驱动功率小、控制电路简单、开关损耗小、通断速度快和工作频率高等优点。但是，IGBT和其它电力电子器件一样，其应用还依赖于电路条件和开关环境。
[0004]IGBT的开通和关断是由栅极电压来控制的，由于IGBT的开关特性和安全工作区随着栅极驱动电路的变化而变化，因而驱动电路性能的好坏将直接影响IGBT能否正常工作。为提高IGBT的工作可靠性，避免在IGBT关断和导通时引起误动作，或者在浪涌电流产生时影响IGBT驱动电路的性能，需要设计一种合理结构的IGBT冗余驱动保护电路。
【发明内容】
[0005]本发明的目的是提供一种大功率IGBT冗余驱动保护电路，可满足IGBT保护的要求，稳定性好，抗干扰性强，可靠性高，使用寿命长。
[0006]为实现上述目的，本发明通过以下技术方案实现:
[0007]一种大功率IGBT冗余驱动保护电路，包括充电电路、驱动电路、冗余驱动电路、开关管单元、过电流及短路保护电路、过压保护检测电路、温度监测及保护电路，充电电路、驱动电路、开关管单元、过电流及短路保护电路、过压保护检测电路、及温度监测及保护电路分别与IGBT功率器件相连接，所述的冗余驱动电路连接开关管单元，开关管单元与IGBT功率器件的栅极相连接，开关管单元还与驱动电路相连接。
[0008]与现有技术相比，本发明的有益效果是:
[0009]本驱动装置可快速释放浪涌电流，降低栅极电压，防止IGBT误导通，且在过压、过流、过热等几个方面都采取有效的保护措施，可保证IGBT安全可靠地工作；满足IGBT保护的要求，稳定性好，抗干扰性强，可靠性高，使用寿命长。
【附图说明】
[0010]图1是大功率IGBT冗余驱动保护电路的结构框图。
[0011]图2是充电电路的结构图。
【具体实施方式】
[0012]见图1，一种大功率IGBT冗余驱动保护电路，包括充电电路、驱动电路、冗余驱动电路、开关管单元、过电流及短路保护电路、过压保护检测电路、温度监测及保护电路，充电电路、驱动电路、开关管单元、过电流及短路保护电路、过压保护检测电路、及温度监测及保护电路分别与IGBT功率器件相连接，所述的冗余驱动电路连接开关管单元，开关管单元与IGBT功率器件的栅极相连接，开关管单元与驱动电路的负偏置电压相连接。
[0013]本装置的工作过程是:当驱动信号为高电平时，驱动电路控制IGBT导通，冗余驱动单元控制开关管单元关断；当驱动信号为低电平时，驱动电路控制IGBT关断，冗余驱动单元控制开关管单元导通，IGBT的栅极箝位至驱动电路的负偏置电压，降低驱动电路的内阻抗，快速释放浪涌电流，确保IGBT可靠地关断。
[0014]见图2，充电电路包括电阻R1、R2、R3和接触器KM，电阻接于三相整流桥的输入端，每个电阻均与并联有接触器KM。输入电压经电阻R1、R2、R3和整流桥D1-D6对电容C进行充电，限制浪涌电流，当电容器C充电到约80%额定电压时，由接触器KM切除限流电阻(Rl、R2、R3)，SVG正常工作。
[0015]IGBT的温度保护也是功率单元的重要部分，如果IGBT的结温TjmaX>150°C，那么IGBT就会炸裂，因此，在该驱动保护电路中，设有温度保护电路，通过监测散热器的温度把开关的状态送至功率单元板上的温度监测回路，一旦散热器的温度超出温度继电器的范围点，温度开关动作，就可以使IGBT工作在一个安全的范围之内，保证了功率单元正常的工作。
【主权项】
1.一种大功率IGBT冗余驱动保护电路，包括充电电路、驱动电路、冗余驱动电路、开关管单元、过电流及短路保护电路、过压保护检测电路、温度监测及保护电路，充电电路、驱动电路、开关管单元、过电流及短路保护电路、过压保护检测电路、及温度监测及保护电路分别与IGBT功率器件相连接，所述的冗余驱动电路连接开关管单元，开关管单元与IGBT功率器件的栅极相连接，开关管单元还与驱动电路相连接。
【专利摘要】本发明涉及一种大功率IGBT冗余驱动保护电路，充电电路、驱动电路、开关管单元、过电流及短路保护电路、过压保护检测电路、及温度监测及保护电路分别与IGBT功率器件相连接，所述的冗余驱动电路连接开关管单元，开关管单元与IGBT功率器件的栅极相连接，开关管单元还与驱动电路相连接。本发明的有益效果是：本驱动装置可快速释放浪涌电流，降低栅极电压，防止IGBT误导通，且在过压、过流、过热等几个方面都采取有效的保护措施，可保证IGBT安全可靠地工作；满足IGBT保护的要求，稳定性好，抗干扰性强，可靠性高，使用寿命长。
【IPC分类】H02M1-08
【公开号】CN104638883
【申请号】CN201310571610
【发明人】吕跃青, 吕明君, 刘凤珍, 刘建国, 赵玉波
【申请人】国家电网公司, 国网辽宁省电力有限公司朝阳供电公司, 荣信电力电子股份有限公司
【公开日】2015年5月20日
【申请日】2013年11月13日