專利名稱:大功率晶體管快速短路保護電路的制作方法
技術領域:
本發(fā)明涉及一種大功率晶體管(以下簡稱GTR)短路保護電路,當外界電路發(fā)生短路或由于過載而使GTR工作進入非飽和區(qū)時,迅速使GTR關斷,以使GTR得到保護。
GTR在工業(yè)生產中有極為廣泛的應用,如用于交流變頻器、逆變器等中,其作用非常重要,是設備中最核心的部件之一。使GTR免遭損壞是各種保護的主要任務,這其中對GTR威脅最大的短路保護難度最大。從目前國內外使用GTR的情況看,尚未發(fā)現哪一家對GTR實施非常有效的短路保護,也未檢索到與本發(fā)明技術內容相同或相近的有關專利文獻。由于我國尚不能生產GTR,工業(yè)生產使用要全部依賴于進口,價格非常昂貴,使用中一旦發(fā)生短路,GTR就被燒毀,除了GTR的直接經濟損失外,還有影響生產所造成的經濟損失,不安全因素及大量的維修工作。
本發(fā)明的目的旨在針對現有技術中存在的問題提出一種保護電路,它能夠在發(fā)生短路時迅速使GTR關斷,以使GTR得到保護而不被燒毀。
為實現上述目的,本發(fā)明提出的保護電路由檢測器、比較器、鎖存器和倒相器4部分組成,檢測器對GTR的集射電壓UCB進行檢測,其輸出電壓與比較器的基準電壓進行比較,若高于基準電壓,說明GTR工作進入非飽和區(qū),比較器輸出一高電平,此高電平將鎖存器觸發(fā),輸出一保護信號,經倒相器倒相后送驅動電路,封鎖驅動信號,使GTR關斷。
附圖
所示為本發(fā)明的電路方框圖。
如圖所示,本發(fā)明提出的保護電路由檢測器、比較器、鎖存器和倒相器四部分組成。當GTR發(fā)生短路時,GTR運行退出飽和區(qū),集射電壓UCB迅速上升,檢測器通過對UCB電壓的檢測來獲取過流信號,檢測器具有對GTR運行狀態(tài)的鑒別能力,只對存在驅動信號期間進行檢測,在沒有驅動信號的期間檢測自動屏蔽。檢測器的輸出電壓與比較器的基準電壓進行比較,若高于基準電壓,說明GTR過流或短路發(fā)生,比較器輸出一高電平,此高電平將鎖存器觸發(fā),輸出一保護信號。由于鎖存器一旦被觸發(fā),其狀態(tài)就被鎖住了,所以一旦過流發(fā)生,保護信號將一直出現在鎖存器的輸出端,此保護信號經倒相后,送入驅動器,封鎖驅動信號,使GTR關斷。
GTR短路保護電路必須具有極快的響應速度。在短路情況下,GTR器件同時承受著高電壓和大電流的沖擊,巨大的瞬時功率使結溫急劇上升,若不能快速關斷GTR,GTR器件將被燒毀。所以短路保護電路一個非常重要的性能指標是它的快速性。通常在額定電壓下,GTR器件的不重復短路耐量為50微秒。短路時間愈短,GTR器件所能承受的短路沖擊次數愈多。若能在10微秒內將GTR判斷,則GTR器件能承受的短路沖擊次數可達1000次。本發(fā)明提出的短路保護電路響應時間為2.5微秒,其響應速度已超過集成電路UAA4002。由于短路保護電路必須具有強的抗干擾能力,響應的快速性和抗干擾性之間是矛盾的,所以保護電路在實際高度時應兼顧快速性和抗干擾性,使兩者得到最佳折中。本發(fā)明將2.5微秒的響應時間調到10微秒,電路便具有很強的抗干擾能力。本發(fā)明電路簡單,調試方便,應用范圍廣,適用于各種達林頓結構的GTR器件的保護,且電路所選用的元器件價格極為便宜。
權利要求
1.一種大功率晶體管快速短路保護電路,其特征在于保護電路由檢測器、比較器、鎖存器和倒相器4部分組成,檢測器對大功率晶體管(GTR)的集射電壓UCE進行檢測,其輸出電壓與比較器基準電壓進行比較,若高于基準電壓,說明GTR工作進入非飽和區(qū),比較器輸出一高電平,此高電平將鎖存器觸發(fā),輸出一保護信號,經倒相器倒相后送驅動電路,封鎖驅動信號,使GTR關斷。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種大功率晶體管(GTR)短路保護電路,該電路由檢測器、比較器、鎖存器和倒相器4部分組成。檢測器對GTR的集射電壓U
文檔編號H02H7/20GK1110437SQ9510158
公開日1995年10月18日 申請日期1995年2月23日 優(yōu)先權日1995年2月23日
發(fā)明者龔世強, 瞿文龍, 胡維君, 謝振德, 劉可, 俞偉 申請人:寶山鋼鐵(集團)公司