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

背景技術(shù)：

在純電動大巴的開發(fā)中，對逆變系統(tǒng)的額定功率和過載工況下的功率要求都很高，但是由于單個的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開關(guān)的PWM(Pulse Width Modulation，脈沖寬度調(diào)制)信號由處理器(控制器)發(fā)出，經(jīng)過隔離及施密特反相器的整形后，分成兩路控制信號發(fā)送到IGBT的驅(qū)動電路，控制IGBT開關(guān)；當(dāng)發(fā)生故障時，驅(qū)動電路產(chǎn)生故障信號經(jīng)過隔離，發(fā)送到處理器(控制器)中，由處理器(控制器)通過軟件關(guān)斷控制信號，保護IGBT模塊。

在這種IGBT的控制方式中，當(dāng)并聯(lián)模塊中的一個IGBT發(fā)生故障時，驅(qū)動電路立即關(guān)閉該IGBT模塊，同時將故障信號發(fā)送給處理器(控制器)；當(dāng)處理器(控制器)不能及時地發(fā)出關(guān)斷信號時，另一個IGBT模塊仍在工作，在大負載功率的情況下，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。

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

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供了一種并聯(lián)晶體管保護電路、保護方法、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IGBT出現(xiàn)故障后，可能造成其它IGBT或整個系統(tǒng)損壞的問題。

為解決上述技術(shù)問題，根據(jù)本公開實施例的一個方面，本發(fā)明提供了一種并聯(lián)晶體管保護電路，該電路包括：控制器；多個并聯(lián)的晶體管；以及檢測保護電路；其中，檢測保護電路的輸入端與控制器的信號輸出端連接，檢測保護電路的輸出端與多個并聯(lián)的晶體管連接，用于在晶體管出現(xiàn)故障時關(guān)斷控制器對多個并聯(lián)的晶體管的信號輸出，以實現(xiàn)對晶體管的保護。

進一步地，檢測保護電路包括：邏輯控制電路，第一輸入端與控制器的信號輸出端連接，第二輸入端與多個并聯(lián)的晶體管的故障信號連接，輸出端與多個并聯(lián)的晶體管連接，用于在晶體管在多個并聯(lián)的晶體管的任一晶體管出現(xiàn)故障信號時，關(guān)斷與出現(xiàn)故障信號的晶體管并聯(lián)的晶體管。

進一步地，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、多個并聯(lián)的晶體管的故障信號連接，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并聯(lián)的晶體管連接。

進一步地，檢測保護電路還包括：第一信號隔離電路，第一端與控制器的信號輸出端連接，第二端與與非門邏輯控制電路的輸入端連接，用于進行電氣隔離。

進一步地，檢測保護電路還包括：第二信號隔離電路，第一端與控制器的信號輸出端連接，第二端與多個并聯(lián)的晶體管的故障信號連接，用于進行電氣隔離。

進一步地，該電路還包括：驅(qū)動電路，設(shè)置于反相邏輯控制電路和多個并聯(lián)的晶體管之間，用于驅(qū)動晶體管，并提供晶體管的故障信號。

進一步地，反相邏輯控制電路包括：施密特反相器。

進一步地，上述的晶體管為IGBT。

根據(jù)本公開實施例的另一方面，提供了一種并聯(lián)晶體管保護電路的保護方法，其中，并聯(lián)晶體管保護電路，包括：控制器、多個并聯(lián)的晶體管、以及檢測保護電路，該方法包括：檢測保護電路接收用于表征晶體管是否出現(xiàn)故障的信號；檢測保護電路在接收到表征晶體管出現(xiàn)故障的故障信號時，關(guān)斷控制器對多個并聯(lián)的晶體管的信號輸出，以實現(xiàn)對晶體管的保護。

根據(jù)本公開實施例的另一方面，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)晶體管保護電路。

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

附圖說明

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)明實施例中并聯(lián)晶體管保護電路的一種可選的結(jié)構(gòu)框圖；

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

具體實施方式

這里將詳細地對示例性實施例進行說明，其示例表示在附圖中。下面的描述涉及附圖時，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。以下示例性實施例中所描述的實施方式并不代表與本發(fā)明相一致的所有實施方式。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。

實施例1

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明提供的并聯(lián)晶體管保護電路進行說明。

本發(fā)明提供的并聯(lián)晶體管保護電路汽車、電動汽車等逆變器系統(tǒng)中，也可以應(yīng)用在其他采用并聯(lián)或多并聯(lián)晶體管的工作場合，具體地，圖2示出本并聯(lián)晶體管保護電路的一種可選的結(jié)構(gòu)框圖，如圖2所示，并聯(lián)晶體管保護電路包括：控制器10；多個并聯(lián)的晶體管30，如兩個并聯(lián)的IGBT或IGBT模塊；以及檢測保護電路20；其中，檢測保護電路20的輸入端與控制器10的信號輸出端連接，檢測保護電路20的輸出端與兩個并聯(lián)的晶體管30連接，用于在晶體管30出現(xiàn)故障時關(guān)斷控制器對兩個并聯(lián)的晶體管30的信號輸出，以實現(xiàn)對晶體管30的保護。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)故障時同時將故障信號反饋給控制器10，以便控制器執(zhí)行對應(yīng)的控制方案。。

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

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

具體實現(xiàn)上述實施方式時，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元器件連接組成的具備與非門控制邏輯的實體電路，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元器件連接組成的具備與反相控制邏輯的實體電路，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)。具體來說，與非門邏輯控制電路的輸入端分別為控制器的輸出信號、多個并聯(lián)的晶體管的故障信號連接，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，檢測保護電路還包括：第一信號隔離電路，第一端與控制器的信號輸出端連接，第二端與與非門邏輯控制電路的輸入端連接，用于進行電氣隔離。

進一步地，檢測保護電路還包括：第二信號隔離電路，第一端與控制器的信號輸出端連接，第二端與多個并聯(lián)的晶體管的故障信號連接，用于進行電氣隔離。

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

在上述電路中，在位于信號隔離器件與施密特反相器之間串聯(lián)一個與非門邏輯控制電路，與非門邏輯控制電路一個輸入信號是控制器輸出的PWM控制信號，另外兩路輸入是并聯(lián)的晶體管的故障信號。當(dāng)并聯(lián)晶體管中的某一路發(fā)生故障時，故障信號發(fā)送到處理器(控制器)的同時，還通過與非門的邏輯功能封鎖PWM控制信號，快速關(guān)斷另一個晶體管，這種晶體管保護方案能夠有效地保護并聯(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和具體示例來對上述電路的實施進行具體闡述，以便更好的理解本方案：

在電動汽車逆變器用并聯(lián)IGBT的驅(qū)動控制電路中，串聯(lián)一個與非邏輯門器件，位于信號隔離器件與施密特反相器之間，與非門的一路輸入時PWM控制信號，另外兩路輸入是并聯(lián)IGBT的故障信號。當(dāng)并聯(lián)模塊中的某一路發(fā)生故障時，故障信號發(fā)送到處理器(控制器)，同時通過與非門的邏輯功能封鎖PWM控制信號，快速關(guān)斷另一個IGBT模塊，這種IGBT保護方法能夠有效地保護并聯(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控制信號經(jīng)過隔離器件(一般為光電隔離)后，PWM控制信號的邏輯不會變化，然后進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。當(dāng)并聯(lián)IGBT正常工作時，即無故障產(chǎn)生的時候，故障信號為高電平，經(jīng)過與非門的邏輯運算后，PWM控制信號邏輯發(fā)生翻轉(zhuǎn)，即高電平變?yōu)榈碗娖?，低電平變成高電平；再?jīng)過施密特反相器地一次反相后，信號邏輯再次翻轉(zhuǎn)。此時的PWM控制信號的邏輯與處理器(控制器)發(fā)出的PWM控制信號的邏輯相同；最后，控制信號進入驅(qū)動電路控制IGBT的通斷。IGBT正常工作時，故障信號對PWM控制信號無影響。當(dāng)并聯(lián)IGBT中的某一個出現(xiàn)故障時，故障信號為低電平，經(jīng)過與非門和反相器后，處理器(控制器)發(fā)出的PWM控制信號為高電平或低電平時，進入到驅(qū)動電路的控制信號始終為低電平，即關(guān)斷IGBT模塊；同時，故障信號發(fā)送到處理器(控制器)中，使其不再發(fā)送PWM控制信號。與圖1中只通過處理器(控制器)軟件方式關(guān)斷PWM控制信號相比，本發(fā)明所提出的保護方法更快速、可靠，能夠有效地保護并聯(lián)的IGBT模塊和逆變器。

實施例2

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

實施例3

基于上述實施例1中提供的并聯(lián)晶體管保護電路，本發(fā)明可選的實施例3還提供了一種汽車逆變器系統(tǒng)，如純電動大巴車的逆變器系統(tǒng)等。該系統(tǒng)包括上述的并聯(lián)晶體管保護電路。關(guān)于并聯(lián)晶體管保護電路的組成和原理參見實施例1和實施例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)明提供的實施方式中，對并聯(lián)的晶體管進行電氣保護時，設(shè)置了檢測保護電路，該檢測保護電路在并聯(lián)的晶體管模塊中的某一路發(fā)生故障時封鎖控制器對晶體管的輸出控制信號，快速關(guān)斷與故障晶體管并聯(lián)的晶體管，這種保護方式有效地解決了現(xiàn)有技術(shù)中并聯(lián)的IGBT中一個IGBT出現(xiàn)故障后，可能造成其它IGBT或整個系統(tǒng)損壞的問題，實現(xiàn)對并聯(lián)的IGBT電路和/或包含該電路的系統(tǒng)進行更可靠的保護。

本領(lǐng)域技術(shù)人員在考慮說明書及實踐這里公開的發(fā)明后，將容易想到本發(fā)明的其它實施方案。本申請旨在涵蓋本發(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)域中的公知常識或慣用技術(shù)手段。說明書和實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)利要求來限制。