【技術實現步驟摘要】
本申請涉及電力電子，具體涉及一種驅動電路、子模塊和換流器。
技術介紹
1、隨著半導體技術的飛速發展，絕緣柵雙極型晶體管(insulated?gate?bipolartransistor，igbt)等開關管在柔性直流輸電、軌道交通、航空航天和新能源汽車等不同領域得到了廣泛應用。由于開關管的工作狀態會影響子模塊的性能，且需要在驅動電路的驅動下才能工作，因此，開關管的驅動及可靠保護變得至關重要。
2、相關技術提供的用于驅動開關管的驅動電路一般通過驅動模塊、充電電容和充電電阻實現開關管的短路保護或過流保護。也就是說，相關技術提供的驅動電路只能實現開關管的單一故障保護，難以實現開關管的可靠保護，即驅動電路的可靠性較低。
技術實現思路
1、為了解決現有技術中驅動電路的可靠性較低的問題，本申請提供了一種驅動電路，可以包括短路保護支路、過流保護支路、選擇模塊和驅動模塊。
2、短路保護支路用于：根據開關管的集電極與發射極之間的電壓輸出第一電壓。
3、過流保護支路用于：根據集電極與發射極之間的電壓輸出第二電壓。
4、選擇模塊用于：選擇第一電壓或第二電壓給驅動模塊。
5、驅動模塊用于：根據第一電壓或第二電壓驅動開關管。
6、可選的，短路保護支路和過流保護支路各自的輸入端連接開關管的集電極，短路保護支路的輸出端連接選擇模塊的第一輸入端，過流保護支路的輸出端連接選擇模塊的第二輸入端，選擇模塊的輸出端連接驅動模塊的輸入端，驅動模塊的輸出端
7、在一些可能的實現方式中，短路保護支路包括第一電阻、第二電阻、第三電阻、第一電容、第一三極管、第一比較器、第四電阻、第五電阻和第六電阻。
8、第一電阻的第一端連接供電電源，第一電阻的第二端和第二電阻的第一端均與第三電阻的第一端連接，第二電阻的第二端與接地端連接，第三電阻的第二端、第一電容的第一端、第一三極管的集電極和第一比較器的同相輸入端均與開關管的集電極連接，第一電容的第二端和第一三極管的發射極均與接地端連接，第一三極管的門極與驅動模塊的輸出端連接，第四電阻的第一端用于接收工作電壓，第四電阻的第二端和第五電阻的第一端均與第一比較器的反相輸入端連接，第五電阻的第二端與接地端連接，第一比較器的輸出端通過第六電阻連接選擇模塊的第一輸入端。
9、可以想到的是，驅動模塊可以根據開關管的開關狀態驅動第一三極管。
10、在另一些可能的實現方式中，過流保護支路包括第七電阻、第八電阻、第九電阻、第二電容、第二三極管、第二比較器、第十電阻、第十一電阻和第十二電阻。
11、第七電阻的第一端連接供電電源，第七電阻的第二端和第八電阻的第一端均與第九電阻的第一端連接，第八電阻的第二端與接地端連接，第九電阻的第二端、第二電容的第一端、第二三極管的集電極和第二比較器的同相輸入端均與開關管的集電極連接，第二電容的第二端和第二三極管的發射極均與接地端連接，第二三極管的門極與驅動模塊的輸出端連接，第十電阻的第一端用于接收工作電壓，第十電阻的第二端和第十一電阻的第一端均與第二比較器的反相輸入端連接，第十一電阻的第二端與接地端連接，第二比較器的輸出端通過第十二電阻連接選擇模塊的第二輸入端。
12、可以想到的是，驅動模塊可以根據開關管的開關狀態驅動第二三極管。
13、進一步的，驅動電路還包括充電模塊。充電模塊包括第三電容和第十三電阻。
14、第十三電阻的第一端與選擇模塊的輸出端連接，第十三電阻的第二端和第三電容的第一端均與驅動模塊的輸入端連接，第三電容的第二端與接地端連接。
15、在一種可能的實現方式中，在開關管短路的情況下，驅動電路可以用于：
16、第一電容通過供電電源和第三電阻充電，第一比較器在第一電容的電壓達到短路保護閾值電壓的情況下輸出高電平向第三電容充電，驅動模塊的第三比較器在第三電容的電壓達到驅動保護閾值電壓的情況下，第三比較器輸出高電平給驅動模塊中的驅動單元，驅動單元驅動開關管關斷。
17、在另一種可能的實現方式中，在開關管過流的情況下，驅動電路用于：
18、第二電容通過供電電源和第九電阻充電，第二比較器在第二電容的電壓達到過流保護閾值電壓的情況下輸出高電平向第三電容充電，驅動模塊的第三比較器在第三電容的電壓達到驅動保護閾值電壓的情況下，第三比較器輸出高電平給驅動模塊中的驅動單元，驅動單元驅動開關管關斷。
19、示例性的，短路保護支路包括第一電容，過流保護支路包括第二電容。第一電容的容值小于第二電容的容值。
20、可選的，選擇模塊采用邏輯或門。
21、再一方面，本申請還提供了一種子模塊，包括電路板和上述驅動電路。驅動電路設置于電路板上。
22、又一方面，本申請還提供了一種換流器，可以包括上述子模塊。
23、可選的，換流器可以為電壓源型換流器或模塊化多電平換流器等。
24、與現有技術相比，本申請的有益效果為：
25、本申請提供的驅動電路通過短路保護支路能夠實現開關管的短路保護，通過過流保護支路能夠實現開關管的過流保護。也就是本申請針對開關管的短路故障和過流故障這兩個不同的故障采取了不同的保護，實現開關管的可靠驅動，也就是提高了驅動電路的可靠性。
26、本申請通過第四電阻和第五電阻構成的分壓電路為第一比較器的反相輸入端提供可以調節的短路保護閾值電壓，并通過第十電阻和第十一電阻構成的分壓電路為第二比較器的反相輸入端提供可以調節的過流保護閾值電壓。也就是說，本申請的短路保護閾值電壓和過流保護閾值電壓均可調，可以對開關管實現多級閾值電壓的驅動保護，不易發生不同電壓等級驅動的誤保護。
27、本申請中短路保護支路和過流保護支路均為模擬電路，也就是說，本申請無需設置數字芯片，驅動電路的成本較低。
28、本申請中第一電容的容值小于第二電容的容值，第一電容的容值較小可減小短路保護消隱時間，提高短路保護的可靠性，第二電容的容值較大可增加過流保護消隱時間，盡可能減小由大寄生參數過流導致的誤保護概率。
本文檔來自技高網...【技術保護點】
1.一種驅動電路，其特征在于，包括短路保護支路、過流保護支路、選擇模塊和驅動模塊；
2.根據權利要求1所述的驅動電路，其特征在于，所述短路保護支路和所述過流保護支路各自的輸入端連接所述開關管的集電極，所述短路保護支路的輸出端連接所述選擇模塊的第一輸入端，所述過流保護支路的輸出端連接所述選擇模塊的第二輸入端，所述選擇模塊的輸出端連接所述驅動模塊的輸入端，所述驅動模塊的輸出端連接所述開關管的門極。
3.根據權利要求2所述的驅動電路，其特征在于，所述短路保護支路包括第一電阻、第二電阻、第三電阻、第一電容、第一三極管、第一比較器、第四電阻、第五電阻和第六電阻；
4.根據權利要求2所述的驅動電路，其特征在于，所述過流保護支路包括第七電阻、第八電阻、第九電阻、第二電容、第二三極管、第二比較器、第十電阻、第十一電阻和第十二電阻；
5.根據權利要求3或4所述的驅動電路，其特征在于，所述驅動電路還包括充電模塊；所述充電模塊包括第三電容和第十三電阻；
6.根據權利要求5所述的驅動電路，其特征在于，在所述開關管短路的情況下，所述驅動電路用于：
7.根據權利要求5所述的驅動電路，其特征在于，在所述開關管過流的情況下，所述驅動電路用于：
8.根據權利要求1所述的驅動電路，其特征在于，所述短路保護支路包括第一電容，所述過流保護支路包括第二電容；
9.根據權利要求1所述的驅動電路，其特征在于，所述選擇模塊采用邏輯或門。
10.一種子模塊，其特征在于，包括電路板和如權利要求1至9中任一項所述的驅動電路；所述驅動電路設置于所述電路板上。
11.一種換流器，其特征在于，包括如權利要求10所述的子模塊。
...【技術特征摘要】
1.一種驅動電路，其特征在于，包括短路保護支路、過流保護支路、選擇模塊和驅動模塊；
2.根據權利要求1所述的驅動電路，其特征在于，所述短路保護支路和所述過流保護支路各自的輸入端連接所述開關管的集電極，所述短路保護支路的輸出端連接所述選擇模塊的第一輸入端，所述過流保護支路的輸出端連接所述選擇模塊的第二輸入端，所述選擇模塊的輸出端連接所述驅動模塊的輸入端，所述驅動模塊的輸出端連接所述開關管的門極。
3.根據權利要求2所述的驅動電路，其特征在于，所述短路保護支路包括第一電阻、第二電阻、第三電阻、第一電容、第一三極管、第一比較器、第四電阻、第五電阻和第六電阻；
4.根據權利要求2所述的驅動電路，其特征在于，所述過流保護支路包括第七電阻、第八電阻、第九電阻、第二電容、第二三極管、第二比較器、第十電阻、第十一電阻和第十二...
【專利技術屬性】
技術研發人員：馬亞強，聞福岳，韓磊，杜宇鵬，楊森，于永慶，
申請(專利權)人：中電普瑞電力工程有限公司，
類型：發明
國別省市：
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