本實用新型涉及電機(jī)驅(qū)動領(lǐng)域，特別涉及一種用于IGBT控制的有源嵌位保護(hù)電路。

背景技術(shù)：

在一些應(yīng)用場合，如高速鐵路的高速列車驅(qū)動應(yīng)用領(lǐng)域，由于不同軌道的列車距離較近，在兩車交匯時，相鄰軌道的列車高速通過時，會對旁邊列車中的驅(qū)動電路產(chǎn)生非常大的電磁干擾，此時，旁邊受干擾列車中開關(guān)驅(qū)動電路的IGBT集電極電壓會飆高至額定電壓的數(shù)倍，此時，如果IGBT是關(guān)斷狀態(tài)，則有被擊穿的風(fēng)險。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中大功率IGBT在受到外電場干擾時，集電極電壓容易異常飆高的情況，提供一種可以設(shè)置閾值，在集電極電壓超出閾值后，開通IGBT門極，從而降低集電極電壓，以防止電路被擊穿的有源鉗位保護(hù)電路。

為了實現(xiàn)上述實用新型目的，本實用新型提供了以下技術(shù)方案：

一種用于IGBT控制的有源嵌位保護(hù)電路，其特征在于，包括輸入端、第一輸出端、第二輸出端；

所述輸入端與被控IGBT的集電極連接，第一輸出端與被控IGBT的門極連接，第二輸出端與被控IGBT關(guān)斷控制電路的輸入端連接；

還包括，由至少2個同向串接的穩(wěn)壓二極管組成的第一穩(wěn)壓二極管組，所述第一穩(wěn)壓二極管組與被控IGBT的集電極連接，其中的穩(wěn)壓二極管的負(fù)極為輸入端，正極為輸出端；

所述第一穩(wěn)壓二極管的輸出端通過串接的第一二極管D1、第一電阻R1與被控IGBT的開關(guān)驅(qū)動電路輸出端連接；

所述第一穩(wěn)壓二極管的輸出端還通過第二二極管D2、第二電阻R2與第二NMOS管Q2的柵極連接；第二NMOS管Q2的源極接負(fù)壓電源，漏極通過第三電阻R3與開關(guān)驅(qū)動電路的輸入端連接。

進(jìn)一步的，一些情況下，受干擾的IGBT驅(qū)動電路處于未工作狀態(tài)（如一輛火車靜止停放，另一輛火車從旁邊軌道高速通過）此時，靜止停放的火車同樣會由于受到干擾而導(dǎo)致的IGBT集電極電壓升高，但是與工作時相比，此時可以容忍更高的電壓峰值，即IGBT工作時和不工作時，需要設(shè)置不同的集電極電壓峰值閾值，而不工作時的閾值應(yīng)該更高，鑒于這種需求，本電路還包括至少2個串接的穩(wěn)壓二極管組成的第二穩(wěn)壓二極管組以及第一NMOS管Q1，所述第二穩(wěn)壓二極管組中的穩(wěn)壓二極管負(fù)極為輸入端，正極為輸出端；所述第二穩(wěn)壓二極管組與所述第一NMOS管Q1并接；其輸入端與第一穩(wěn)壓二極管組的輸出端連接，其輸出端與第一NMOS管Q1的源極連接；

所述第一NMOS管Q1的柵極與一延時電路的輸出端連接，所述延時電路的輸入端與被控IGBT的開關(guān)驅(qū)動電路輸出端連接。

進(jìn)一步的，所述延時電路包括第一電容C1、第四電阻R4、第五電阻R5、第三二極管D3以及第一穩(wěn)壓二極管ZD1；

所述第三二極管D3和第一穩(wěn)壓二極管ZD1反向串接后與第四電阻R4并接；所述第一電容C1和第五電阻R5并接；

第一電容C1的一端同時與所述第三二極管D3的負(fù)極、第四電阻R4的一端以及第一NMOS管的柵極連接；

所述第一穩(wěn)壓二極管ZD1的負(fù)極及所述第四電阻R4的另一端與被控IGBT開關(guān)驅(qū)動電路的輸出端連接。

進(jìn)一步的，所述第二NMOS管Q2的柵極與所述負(fù)壓電源之間還設(shè)置有門極保護(hù)電路，所述門極保護(hù)電路包括設(shè)置在第二NMOS管柵極和源極之間的第五電阻R5和第二穩(wěn)壓二極管ZD12、第三穩(wěn)壓二極管ZD13，其中，第二穩(wěn)壓二極管ZD12與第三穩(wěn)壓二極管ZD13反向串接后與第五電阻R5并接，第二第二穩(wěn)壓二極管ZD12的負(fù)極與第二NMOS管的柵極連接。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型的有益效果：本實用新型提供的用于IGBT控制的有源嵌位保護(hù)電路在IGBT受到外電場干擾瞬間飆高時，開啟IGBT門極，防止IGBT被擊穿，同時，巧妙的通過一延時電路，判斷IGBT的是否處于工作狀態(tài)，在一些實施例中，利用與延時電路連接的MOS管以及與該MOS管并接的第二穩(wěn)壓二極管組設(shè)置兩個等級的閾值，在IGBT正常工作時，采用第一閾值，而在IGBT不工作時，采用第二閾值，極大的提高了電路的安全性。

附圖說明：

圖1為本實用新型有源鉗位保護(hù)電路一實施例的電路圖。

圖2為本實用新型有源鉗位保護(hù)電路另一實施例電路圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖及具體實施例對本實用新型作進(jìn)一步的詳細(xì)描述。但不應(yīng)將此理解為本實用新型上述主題的范圍僅限于以下的實施例，凡基于本實用新型內(nèi)容所實現(xiàn)的技術(shù)均屬于本實用新型的范圍。

實施例1：如圖1所示，本實施例提供一種用于IGBT控制的有源嵌位保護(hù)電路包括輸入端、第一輸出端、第二輸出端；所述輸入端與被控IGBT的集電極連接，第一輸出端與被控IGBT的門極連接，第二輸出端與被控IGBT關(guān)斷控制電路的輸入端連接；還包括，由至少2個同向串接的穩(wěn)壓二極管組成的第一穩(wěn)壓二極管組（圖1中的ZD2至ZD5），所述第一穩(wěn)壓二極管組與被控IGBT的集電極連接，其中的穩(wěn)壓二極管的負(fù)極為輸入端，正極為輸出端；所述第一穩(wěn)壓二極管的輸出端通過串接的第一二極管D1、第一電阻R1與被控IGBT的開關(guān)驅(qū)動電路輸出端連接；所述第一穩(wěn)壓二極管的輸出端還通過第二二極管D2、第二電阻R2與第二NMOS管Q2的柵極連接；第二NMOS管Q2的源極接負(fù)壓電源，漏極通過第三電阻R3與開關(guān)驅(qū)動電路的輸入端連接。

本實施例提供的有源鉗位保護(hù)電路用于IGBT正常工作時，由二個以上穩(wěn)壓二極管串接構(gòu)成的第一穩(wěn)壓二極管組的擊穿電壓即為本電路集電極電壓的第一閾值，當(dāng)與IGBT的集電極連接的輸入端電壓高于第一閾值，第一穩(wěn)壓二極管組被擊穿，此時，其一方面通過第二輸出端口輸出低電平（某些情況下是負(fù)壓），使得IGBT的開關(guān)驅(qū)動電路停止工作；另一方面通過第一輸出端直接向IGBT門極輸出高電平，將其開啟，從而降低集電極電壓。

實施例2：如圖2所示，由于在一些情況下，沒有處于工作狀態(tài)的IGBT也有可能由于外電池的干擾而導(dǎo)致集電極電壓異常飆升，而此時其電壓閾值應(yīng)高于正常工作時，因此本實施例中，除了實施例1所提供的電路，還包括至少2個同向串接的穩(wěn)壓二極管組成的第二穩(wěn)壓二極管組（如圖2中的ZD6、ZD7）以及第一NMOS管Q1，所述第二穩(wěn)壓二極管組中的穩(wěn)壓二極管負(fù)極為輸入端，正極為輸出端；所述第二穩(wěn)壓二極管組與所述第一NMOS管Q1并接；其輸入端與第一穩(wěn)壓二極管組的輸出端連接，其輸出端與第一NMOS管Q1的源極連接。

所述第一NMOS管Q1的柵極與一延時電路的輸出端連接，所述延時電路的輸入端與被控IGBT的開關(guān)驅(qū)動電路輸出端連接。所述延時電路包括第一電容C1、第四電阻R4、第五電阻R5、第三二極管D3以及第一穩(wěn)壓二極管ZD1；所述第三二極管D3和第一穩(wěn)壓二極管ZD1反向串接后與第四電阻R4并接；所述第一電容C1和第五電阻R5并接； 第一電容C1的一端同時與所述第三二極管D3的負(fù)極、第四電阻R4的一端以及第一NMOS管的柵極連接所述第一穩(wěn)壓二極管ZD1的負(fù)極及所述第四電阻R4的另一端與被控IGBT開關(guān)驅(qū)動電路的輸出端連接。

具體的，在IGBT正常工作時，與IGBT開關(guān)驅(qū)動電路輸出端連接的第一電容會被充電，因此，在IGBT正常工作時，第一NMOS管Q1的柵極始終處于高電平，即導(dǎo)通狀態(tài)，此時，第二穩(wěn)壓二極管組被導(dǎo)通的第一NMOS管Q1短接不起作用，此時，由第一穩(wěn)壓二極管組決定IGBT集電極第一閾值，當(dāng)集電極電壓超過該第一閾值時，第一穩(wěn)壓二極管組中二極管均被擊穿，此時，有源鉗位保護(hù)電路一方面通過第二輸出端輸出低電平（或負(fù)壓），至IGBT開關(guān)驅(qū)動電路的輸入端，從而使得該開關(guān)驅(qū)動電路停止工作，進(jìn)而通過第一輸出端將高電平輸出至所述開關(guān)驅(qū)動電路的輸出端（與IGBT門極連接），以控制所述受控IGBT的門極開啟，將其集電極電壓減低。而在開關(guān)驅(qū)動電路沒有工作時，第一NMOS管Q1的柵極接收不到開關(guān)驅(qū)動電路的開啟門極高電平，處于關(guān)斷狀態(tài)，此時第一穩(wěn)壓二極管組和第二穩(wěn)壓二極管組串接，兩者共同決定IGBT集電極電壓的第二閾值，當(dāng)集電極電壓超過該第二閾值值時，第一穩(wěn)壓二極管組及第二穩(wěn)壓二極管組均被擊穿，有源鉗位保護(hù)電路同樣自第二輸出端輸出低電平保證IGBT開關(guān)驅(qū)動電路停止工作，同時，通過第一輸出端將高電平輸出至IGBT門極，降低集電極電壓。