两步探测绝缘栅双极型器件短路自保护电路的保护方法

摘要

一种两步探测绝缘栅双极型器件短路自保护电路及其保护方法，电路包括电流变化探测电路，电流探测电路，软关断保护电路和降栅压保护电路，电流变化探测电路与电流探测电路用于探测绝缘栅双极型器件短路信号，软关断保护电路与降栅压保护电路在接受到反馈信号后，采取两步关断的方式保护绝缘栅双极型器件。本发明电流探测电路并不常开，采用电流变化探测电路反馈信号来启动电流探测电路，避免了不必要的功耗；电流探测电路有两路反馈信号，分别反馈至软关断电路与降栅压电路，只需要简单的电阻、电感、场效应管、二极管、齐纳管就能实现，使的短路保护结构非常简单，且不引入工艺复杂的器件，响应及时、可靠，大大降低了成本，便于集成。

主权项

两步探测绝缘栅双极型器件短路自保护电路的保护方法，其特征是两步探测绝缘栅双极型器件短路自保护电路包括电流变化探测电路（1）、电流探测电路（2）和软关断保护电路（3），被保护绝缘栅双极型器件（5）的输出端依次连接电流变化探测电路（1）、电流探测电路（2）和软关断保护电路（3），软关断保护电路（3）的输出端连接所述被保护绝缘栅双极型器件（5）的输入端；所述的电流变化探测电路（1）由一个电感L、电压维持电路和两个齐纳二极管Z3、Z4构成，电感L接在被保护绝缘栅双极型器件（5）源极与地线GND之间，电压维持电路与电感L并联，齐纳二极管Z3、Z4串联后也与电感L并联；电流探测电路（2）包括电流感测绝缘栅双极型器件以及分压电阻R1和R2，电流感测绝缘栅双极型器件的栅极接电流变化探测电路（1）输出，电流探测电路（2）的输出信号分别从电流感测绝缘栅双极型器件的源极、以及分压电阻R1、R2之间这两个位置引出；软关断保护电路（3）由一MOS管M1构成，MOS管M1栅极为软关断保护电路（3）的输入端，漏极输出被保护绝缘栅双极型器件（5）栅控信号，源极接地线GND；电流探测电路（2）电流感测绝缘栅双极型器件在电路正常工作时关闭，电流感测绝缘栅双极型器件与被保护绝缘栅双极型器件（5）面积比为1：N，N的值为30至50；当被保护绝缘栅双极型器件（5）从正常工作状态进入短路状态时，其漏源电流快速上升，电流变化探测电路（1）的电感L上产生足够大的压降，齐纳二极管Z3、Z4箝位压降在15V并反馈至电流探测电路（2）的电流感测绝缘栅双极型器件栅极，电压维持电路维持15V的压降，启动电流探测电路（2）；电流探测电路（2）启动后，当短路电流使分压电阻R2上的压差超过软关断保护电路（3）的MOS管M1的死区电压Vth时，MOS管M1开启，拉低被保护绝缘栅双极型器件（5）的栅压，关断被保护绝缘栅双极型器件（5）。