本發(fā)明涉及電氣保護(hù)技術(shù)領(lǐng)域，具體而言，涉及一種并聯(lián)晶體管保護(hù)電路、保護(hù)方法、汽車逆變器系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

在純電動(dòng)大巴的開(kāi)發(fā)中，對(duì)逆變系統(tǒng)的額定功率和過(guò)載工況下的功率要求都很高，但是由于單個(gè)的IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor，絕緣柵雙極型晶體管)帶載能力是有限的，為了滿足大輸出功率的要求，一般采用IGBT并聯(lián)方案，如圖1所示，在并聯(lián)方式中，控制IGBT開(kāi)關(guān)的PWM(Pulse Width Modulation，脈沖寬度調(diào)制)信號(hào)由處理器(控制器)發(fā)出，經(jīng)過(guò)隔離及施密特反相器的整形后，分成兩路控制信號(hào)發(fā)送到IGBT的驅(qū)動(dòng)電路，控制IGBT開(kāi)關(guān)；當(dāng)發(fā)生故障時(shí)，驅(qū)動(dòng)電路產(chǎn)生故障信號(hào)經(jīng)過(guò)隔離，發(fā)送到處理器(控制器)中，由處理器(控制器)通過(guò)軟件關(guān)斷控制信號(hào)，保護(hù)IGBT模塊。

在這種IGBT的控制方式中，當(dāng)并聯(lián)模塊中的一個(gè)IGBT發(fā)生故障時(shí)，驅(qū)動(dòng)電路立即關(guān)閉該IGBT模塊，同時(shí)將故障信號(hào)發(fā)送給處理器(控制器)；當(dāng)處理器(控制器)不能及時(shí)地發(fā)出關(guān)斷信號(hào)時(shí)，另一個(gè)IGBT模塊仍在工作，在大負(fù)載功率的情況下，功率全部由該IGBT輸出，其電流急劇地增加，溫度快速升高，很容易造成IGBT模塊和汽車逆變器系統(tǒng)的損壞。

針對(duì)相關(guān)技術(shù)中并聯(lián)的IGBT中一個(gè)IGBT出現(xiàn)故障后，可能造成其它IGBT或整個(gè)系統(tǒng)損壞的問(wèn)題，目前尚未提出有效地解決方案。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供了一種并聯(lián)晶體管保護(hù)電路、保護(hù)方法、汽車逆變器系統(tǒng)，以至少解決現(xiàn)有技術(shù)中并聯(lián)的IGBT中一個(gè)IGBT出現(xiàn)故障后，可能造成其它IGBT或整個(gè)系統(tǒng)損壞的問(wèn)題。

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，根據(jù)本公開(kāi)實(shí)施例的一個(gè)方面，本發(fā)明提供了一種并聯(lián)晶體管保護(hù)電路，該電路包括：控制器；多個(gè)并聯(lián)的晶體管；以及檢測(cè)保護(hù)電路；其中，檢測(cè)保護(hù)電路的輸入端與控制器的信號(hào)輸出端連接，檢測(cè)保護(hù)電路的輸出端與多個(gè)并聯(lián)的晶體管連接，用于在晶體管出現(xiàn)故障時(shí)關(guān)斷控制器對(duì)多個(gè)并聯(lián)的晶體管的信號(hào)輸出，以實(shí)現(xiàn)對(duì)晶體管的保護(hù)。

進(jìn)一步地，檢測(cè)保護(hù)電路包括：邏輯控制電路，第一輸入端與控制器的信號(hào)輸出端連接，第二輸入端與多個(gè)并聯(lián)的晶體管的故障信號(hào)連接，輸出端與多個(gè)并聯(lián)的晶體管連接，用于在晶體管在多個(gè)并聯(lián)的晶體管的任一晶體管出現(xiàn)故障信號(hào)時(shí)，關(guān)斷與出現(xiàn)故障信號(hào)的晶體管并聯(lián)的晶體管。

進(jìn)一步地，邏輯控制電路包括：與非門邏輯控制電路；以及反相邏輯控制電路；其中，與非門邏輯控制電路的輸入端分別為控制器的輸出信號(hào)、多個(gè)并聯(lián)的晶體管的故障信號(hào)連接，與非門邏輯控制電路的輸出端與反相邏輯控制電路的輸入端連接，反相邏輯控制電路的輸出端與多個(gè)并聯(lián)的晶體管連接。

進(jìn)一步地，檢測(cè)保護(hù)電路還包括：第一信號(hào)隔離電路，第一端與控制器的信號(hào)輸出端連接，第二端與與非門邏輯控制電路的輸入端連接，用于進(jìn)行電氣隔離。

進(jìn)一步地，檢測(cè)保護(hù)電路還包括：第二信號(hào)隔離電路，第一端與控制器的信號(hào)輸出端連接，第二端與多個(gè)并聯(lián)的晶體管的故障信號(hào)連接，用于進(jìn)行電氣隔離。

進(jìn)一步地，該電路還包括：驅(qū)動(dòng)電路，設(shè)置于反相邏輯控制電路和多個(gè)并聯(lián)的晶體管之間，用于驅(qū)動(dòng)晶體管，并提供晶體管的故障信號(hào)。

進(jìn)一步地，反相邏輯控制電路包括：施密特反相器。

進(jìn)一步地，上述的晶體管為IGBT。

根據(jù)本公開(kāi)實(shí)施例的另一方面，提供了一種并聯(lián)晶體管保護(hù)電路的保護(hù)方法，其中，并聯(lián)晶體管保護(hù)電路，包括：控制器、多個(gè)并聯(lián)的晶體管、以及檢測(cè)保護(hù)電路，該方法包括：檢測(cè)保護(hù)電路接收用于表征晶體管是否出現(xiàn)故障的信號(hào)；檢測(cè)保護(hù)電路在接收到表征晶體管出現(xiàn)故障的故障信號(hào)時(shí)，關(guān)斷控制器對(duì)多個(gè)并聯(lián)的晶體管的信號(hào)輸出，以實(shí)現(xiàn)對(duì)晶體管的保護(hù)。

根據(jù)本公開(kāi)實(shí)施例的另一方面，提供了一種汽車逆變器系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括上述的并聯(lián)晶體管保護(hù)電路。

在本發(fā)明中，對(duì)并聯(lián)的晶體管進(jìn)行電氣保護(hù)時(shí)，設(shè)置了檢測(cè)保護(hù)電路，該檢測(cè)保護(hù)電路在并聯(lián)的晶體管模塊中的某一路發(fā)生故障時(shí)封鎖控制器對(duì)晶體管的輸出控制信號(hào)，快速關(guān)斷與故障晶體管并聯(lián)的晶體管，這種保護(hù)方式有效地解決了現(xiàn)有技術(shù)中并聯(lián)的IGBT中一個(gè)IGBT出現(xiàn)故障后，可能造成其它IGBT或整個(gè)系統(tǒng)損壞的問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)對(duì)并聯(lián)的IGBT電路和/或包含該電路的系統(tǒng)進(jìn)行更可靠的保護(hù)。

附圖說(shuō)明

圖1是現(xiàn)有技術(shù)中一種并聯(lián)的晶體管的電路工作示意圖；

圖2是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例中并聯(lián)晶體管保護(hù)電路的一種可選的結(jié)構(gòu)框圖；

圖3是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例中并聯(lián)晶體管保護(hù)電路的一種可選的電路工作示意圖。

具體實(shí)施方式

這里將詳細(xì)地對(duì)示例性實(shí)施例進(jìn)行說(shuō)明，其示例表示在附圖中。下面的描述涉及附圖時(shí)，除非另有表示，不同附圖中的相同數(shù)字表示相同或相似的要素。以下示例性實(shí)施例中所描述的實(shí)施方式并不代表與本發(fā)明相一致的所有實(shí)施方式。相反，它們僅是與如所附權(quán)利要求書中所詳述的、本發(fā)明的一些方面相一致的裝置和方法的例子。

實(shí)施例1

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明提供的并聯(lián)晶體管保護(hù)電路進(jìn)行說(shuō)明。

本發(fā)明提供的并聯(lián)晶體管保護(hù)電路汽車、電動(dòng)汽車等逆變器系統(tǒng)中，也可以應(yīng)用在其他采用并聯(lián)或多并聯(lián)晶體管的工作場(chǎng)合，具體地，圖2示出本并聯(lián)晶體管保護(hù)電路的一種可選的結(jié)構(gòu)框圖，如圖2所示，并聯(lián)晶體管保護(hù)電路包括：控制器10；多個(gè)并聯(lián)的晶體管30，如兩個(gè)并聯(lián)的IGBT或IGBT模塊；以及檢測(cè)保護(hù)電路20；其中，檢測(cè)保護(hù)電路20的輸入端與控制器10的信號(hào)輸出端連接，檢測(cè)保護(hù)電路20的輸出端與兩個(gè)并聯(lián)的晶體管30連接，用于在晶體管30出現(xiàn)故障時(shí)關(guān)斷控制器對(duì)兩個(gè)并聯(lián)的晶體管30的信號(hào)輸出，以實(shí)現(xiàn)對(duì)晶體管30的保護(hù)。優(yōu)選地，并聯(lián)的晶體管還與控制器10連接(圖中未示出)，用于在出現(xiàn)故障時(shí)同時(shí)將故障信號(hào)反饋給控制器10，以便控制器執(zhí)行對(duì)應(yīng)的控制方案。。

在上述的實(shí)施方式中，對(duì)并聯(lián)的晶體管進(jìn)行電氣保護(hù)時(shí)，設(shè)置了檢測(cè)保護(hù)電路，該檢測(cè)保護(hù)電路在并聯(lián)的晶體管模塊中的某一路發(fā)生故障時(shí)封鎖控制器對(duì)晶體管的輸出控制信號(hào)，快速關(guān)斷與故障晶體管并聯(lián)的晶體管，這種保護(hù)方式有效地解決了現(xiàn)有技術(shù)中并聯(lián)的IGBT中一個(gè)IGBT出現(xiàn)故障后，可能造成其它IGBT或整個(gè)系統(tǒng)損壞的問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)對(duì)并聯(lián)的IGBT電路和/或包含該電路的系統(tǒng)進(jìn)行更可靠的保護(hù)。

在一個(gè)可選的實(shí)施方式中，檢測(cè)保護(hù)電路包括：邏輯控制電路，第一輸入端與控制器的信號(hào)輸出端連接，第二輸入端與多個(gè)并聯(lián)的晶體管的故障信號(hào)連接，輸出端與多個(gè)并聯(lián)的晶體管連接，用于在晶體管在多個(gè)并聯(lián)的晶體管的任一晶體管出現(xiàn)故障信號(hào)時(shí)，關(guān)斷與出現(xiàn)故障信號(hào)的晶體管并聯(lián)的晶體管。

具體實(shí)現(xiàn)上述實(shí)施方式時(shí)，優(yōu)選地，邏輯控制電路可以包括：與非門邏輯控制電路；以及反相邏輯控制電路，該與非門邏輯控制電路可以為多個(gè)元器件連接組成的具備與非門控制邏輯的實(shí)體電路，也可以是具有該功能的集成芯片；該反相邏輯控制電路可以為多個(gè)元器件連接組成的具備與反相控制邏輯的實(shí)體電路，也可以是具有該功能的集成產(chǎn)品，如反相器(施密特反相器)。具體來(lái)說(shuō)，與非門邏輯控制電路的輸入端分別為控制器的輸出信號(hào)、多個(gè)并聯(lián)的晶體管的故障信號(hào)連接，與非門邏輯控制電路的輸出端與反相邏輯控制電路的輸入端連接，反相邏輯控制電路的輸出端與多個(gè)并聯(lián)的晶體管連接。

為了提高電路的安全性，優(yōu)選地，檢測(cè)保護(hù)電路還包括：第一信號(hào)隔離電路，第一端與控制器的信號(hào)輸出端連接，第二端與與非門邏輯控制電路的輸入端連接，用于進(jìn)行電氣隔離。

進(jìn)一步地，檢測(cè)保護(hù)電路還包括：第二信號(hào)隔離電路，第一端與控制器的信號(hào)輸出端連接，第二端與多個(gè)并聯(lián)的晶體管的故障信號(hào)連接，用于進(jìn)行電氣隔離。

此外，該并聯(lián)晶體管保護(hù)電路還包括：驅(qū)動(dòng)電路，設(shè)置于反相邏輯控制電路和多個(gè)并聯(lián)的晶體管之間，用于驅(qū)動(dòng)晶體管，并提供晶體管的故障信號(hào)。

在上述電路中，在位于信號(hào)隔離器件與施密特反相器之間串聯(lián)一個(gè)與非門邏輯控制電路，與非門邏輯控制電路一個(gè)輸入信號(hào)是控制器輸出的PWM控制信號(hào)，另外兩路輸入是并聯(lián)的晶體管的故障信號(hào)。當(dāng)并聯(lián)晶體管中的某一路發(fā)生故障時(shí)，故障信號(hào)發(fā)送到處理器(控制器)的同時(shí)，還通過(guò)與非門的邏輯功能封鎖PWM控制信號(hào)，快速關(guān)斷另一個(gè)晶體管，這種晶體管保護(hù)方案能夠有效地保護(hù)并聯(lián)的晶體管電路和包含該電路的系統(tǒng)。

下面結(jié)合附圖3和具體示例來(lái)對(duì)上述電路的實(shí)施進(jìn)行具體闡述，以便更好的理解本方案：

在電動(dòng)汽車逆變器用并聯(lián)IGBT的驅(qū)動(dòng)控制電路中，串聯(lián)一個(gè)與非邏輯門器件，位于信號(hào)隔離器件與施密特反相器之間，與非門的一路輸入時(shí)PWM控制信號(hào)，另外兩路輸入是并聯(lián)IGBT的故障信號(hào)。當(dāng)并聯(lián)模塊中的某一路發(fā)生故障時(shí)，故障信號(hào)發(fā)送到處理器(控制器)，同時(shí)通過(guò)與非門的邏輯功能封鎖PWM控制信號(hào)，快速關(guān)斷另一個(gè)IGBT模塊，這種IGBT保護(hù)方法能夠有效地保護(hù)并聯(lián)的IGBT模塊和逆變器。

上述電路的工作原理如下：

如圖3所示，處理器(控制器)發(fā)出的PWM控制信號(hào)經(jīng)過(guò)隔離器件(一般為光電隔離)后，PWM控制信號(hào)的邏輯不會(huì)變化，然后進(jìn)入施密特與非門作為它的一路輸入，與非門的另外兩路輸入分別是并聯(lián)IGBT模塊的兩路故障信號(hào)。當(dāng)并聯(lián)IGBT正常工作時(shí)，即無(wú)故障產(chǎn)生的時(shí)候，故障信號(hào)為高電平，經(jīng)過(guò)與非門的邏輯運(yùn)算后，PWM控制信號(hào)邏輯發(fā)生翻轉(zhuǎn)，即高電平變?yōu)榈碗娖剑碗娖阶兂筛唠娖?；再?jīng)過(guò)施密特反相器地一次反相后，信號(hào)邏輯再次翻轉(zhuǎn)。此時(shí)的PWM控制信號(hào)的邏輯與處理器(控制器)發(fā)出的PWM控制信號(hào)的邏輯相同；最后，控制信號(hào)進(jìn)入驅(qū)動(dòng)電路控制IGBT的通斷。IGBT正常工作時(shí)，故障信號(hào)對(duì)PWM控制信號(hào)無(wú)影響。當(dāng)并聯(lián)IGBT中的某一個(gè)出現(xiàn)故障時(shí)，故障信號(hào)為低電平，經(jīng)過(guò)與非門和反相器后，處理器(控制器)發(fā)出的PWM控制信號(hào)為高電平或低電平時(shí)，進(jìn)入到驅(qū)動(dòng)電路的控制信號(hào)始終為低電平，即關(guān)斷IGBT模塊；同時(shí)，故障信號(hào)發(fā)送到處理器(控制器)中，使其不再發(fā)送PWM控制信號(hào)。與圖1中只通過(guò)處理器(控制器)軟件方式關(guān)斷PWM控制信號(hào)相比，本發(fā)明所提出的保護(hù)方法更快速、可靠，能夠有效地保護(hù)并聯(lián)的IGBT模塊和逆變器。

實(shí)施例2

基于上述實(shí)施例1中提供的并聯(lián)晶體管保護(hù)電路，本發(fā)明可選的實(shí)施例2還提供了一種并聯(lián)晶體管保護(hù)電路的保護(hù)方法，其中，并聯(lián)晶體管保護(hù)電路，包括：控制器、多個(gè)并聯(lián)的晶體管、以及檢測(cè)保護(hù)電路，該方法包括：檢測(cè)保護(hù)電路接收用于表征晶體管是否出現(xiàn)故障的信號(hào)；檢測(cè)保護(hù)電路在接收到表征晶體管出現(xiàn)故障的故障信號(hào)時(shí)，關(guān)斷控制器對(duì)多個(gè)并聯(lián)的晶體管的信號(hào)輸出，以實(shí)現(xiàn)對(duì)晶體管的保護(hù)。

實(shí)施例3

基于上述實(shí)施例1中提供的并聯(lián)晶體管保護(hù)電路，本發(fā)明可選的實(shí)施例3還提供了一種汽車逆變器系統(tǒng)，如純電動(dòng)大巴車的逆變器系統(tǒng)等。該系統(tǒng)包括上述的并聯(lián)晶體管保護(hù)電路。關(guān)于并聯(lián)晶體管保護(hù)電路的組成和原理參見(jiàn)實(shí)施例1和實(shí)施例2中所記載，此處不再贅述.

從以上描述中可以看出，在本發(fā)明提供的實(shí)施方式中，對(duì)并聯(lián)的晶體管進(jìn)行電氣保護(hù)時(shí)，設(shè)置了檢測(cè)保護(hù)電路，該檢測(cè)保護(hù)電路在并聯(lián)的晶體管模塊中的某一路發(fā)生故障時(shí)封鎖控制器對(duì)晶體管的輸出控制信號(hào)，快速關(guān)斷與故障晶體管并聯(lián)的晶體管，這種保護(hù)方式有效地解決了現(xiàn)有技術(shù)中并聯(lián)的IGBT中一個(gè)IGBT出現(xiàn)故障后，可能造成其它IGBT或整個(gè)系統(tǒng)損壞的問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)對(duì)并聯(lián)的IGBT電路和/或包含該電路的系統(tǒng)進(jìn)行更可靠的保護(hù)。

本領(lǐng)域技術(shù)人員在考慮說(shuō)明書及實(shí)踐這里公開(kāi)的發(fā)明后，將容易想到本發(fā)明的其它實(shí)施方案。本申請(qǐng)旨在涵蓋本發(fā)明的任何變型、用途或者適應(yīng)性變化，這些變型、用途或者適應(yīng)性變化遵循本發(fā)明的一般性原理并包括本發(fā)明未發(fā)明的本技術(shù)領(lǐng)域中的公知常識(shí)或慣用技術(shù)手段。說(shuō)明書和實(shí)施例僅被視為示例性的，本發(fā)明的真正范圍和精神由下面的權(quán)利要求指出。

應(yīng)當(dāng)理解的是，本發(fā)明并不局限于上面已經(jīng)描述并在附圖中示出的精確結(jié)構(gòu)，并且可以在不脫離其范圍進(jìn)行各種修改和改變。本發(fā)明的范圍僅由所附的權(quán)利要求來(lái)限制。