驱动保护电路的制作方法

本发明涉及电子电路，具体涉及到一种驱动保护电路。

背景技术：

1、近年来，宽带隙功率开关因其相较于传统硅基功率半导体更优的性能而得到广泛应用。具体而言，sic mosfet已成为硅隔离双极晶体管（si-igbt）更优的选择，因为其具有较小的导通电阻、更低的损耗、更强的高温耐受性以及更快的开关速度。sic mosfet器件的使用，给实际系统效率进一步提高以及系统体积的进一步减小带来了可能。

2、然而，sic mosfet在发挥高频、高压优势的同时，也存在阈值电压低、短路耐受时间极短、抗干扰能力弱的缺陷，极易发生误导通、过压击穿及热失效。其中，驱动保护电路需要弥补这些缺陷。但是，现有技术中存在以下问题：首先，传统的电流采样方式多为周期性采样或存在消隐时间，无法满足sic mosfet对过流、短路故障的纳秒级响应要求，容易造成漏保护或慢保护，且传统过流保护机制依赖软件运算或延时判断，响应速度慢，且故障消除后容易自动重启，导致器件遭受二次击穿。

技术实现思路

1、本发明提供一种驱动保护电路，旨在于解决现有驱动保护电路中电流采样存在消隐盲区、过流软件判定响应滞后，以及故障消除后易自动重启导致功率器件二次击穿的问题。

2、本发明提供一种驱动保护电路，所述驱动保护电路包括高速驱动模块、实时电流采样模块、过流判定模块以及故障闭锁自锁模块；所述高速驱动模块的输入端用于接收外部驱动控制信号，所述高速驱动模块的输出端与开关管的栅极连接，用于根据所述外部驱动控制信号驱动所述开关管导通或关断；所述实时电流采样模块的输入端与所述开关管连接，用于在所述开关管导通期间连续采集流经所述开关管的电流并输出电流采样信号；所述过流判定模块的输入端与所述实时电流采样模块的输出端连接，用于在所述电流采样信号超过预设保护阈值时输出故障触发信号；所述故障闭锁自锁模块分别与所述过流判定模块和所述高速驱动模块连接，用于响应所述故障触发信号，阻断所述外部驱动控制信号并控制所述高速驱动模块强制关断所述开关管，以及在所述故障触发信号消失后继续保持对所述高速驱动模块的锁止状态。

3、进一步地，所述实时电流采样模块包括信号调理电路和电流采样电路；所述电流采样电路的一端与所述开关管连接，所述电流采样电路的另一端与所述信号调理电路连接，所述信号调理电路的输出端与所述过流判定模块连接。

4、进一步地，所述过流判定模块包括硬件比较电路和保护阈值设置电路；所述硬件比较电路的一端与所述实时电流采样模块连接，其另一端与所述保护阈值设置电路的一端连接，所述保护阈值设置电路的另一端与所述故障闭锁自锁模块连接。

5、进一步地，所述保护阈值设置电路被配置为根据所述开关管的额定电流和峰值电流调节所述预设保护阈值。

6、进一步地，所述故障闭锁自锁模块包括第一开关、第二开关、第三开关、继电器以及状态指示灯；所述继电器包括继电器线圈、常开自锁触点和执行触点；所述第一开关的一端与电源连接，另一端连接至第一节点；所述第二开关的控制端与所述过流判定模块的输出端连接以接收所述故障触发信号，所述第二开关的一端连接至所述第一节点，所述第二开关的另一端连接至第二节点；所述常开自锁触点的一端连接至所述第一节点，另一端连接至所述第二节点，以与所述第二开关并联形成自锁支路；所述继电器线圈的一端连接至所述第二节点，另一端与参考地连接；所述第三开关串联于所述第二开关所在的支路中，所述执行触点与所述高速驱动模块联动连接，用于在所述继电器线圈得电时，阻断所述外部驱动控制信号；所述状态指示灯连接于所述第二节点与所述参考地之间。

7、进一步地，还包括宽压稳压适配模块，所述宽压稳压适配模块的输入端用于连接外部输入电源，所述宽压稳压适配模块的输出端分别与所述高速驱动模块、所述实时电流采样模块、所述过流判定模块和所述故障闭锁自锁模块的供电端连接。

8、进一步地，所述宽压稳压适配模块包括开关稳压芯片、第一二极管、第一电感、第一电容、第二电容、第一电阻以及第二电阻；所述开关稳压芯片的一端与所述外部输入电源连接，所述开关稳压芯片的另一端分别与所述第一二极管的负极和所述第一电感的一端连接，所述第一二极管的正极接地，所述第一电感的另一端与工作电压输出端连接，所述第二电容的一端与所述开关稳压芯片的电源输入端连接，另一端接地；所述第一电容的一端和所述第一电阻的一端均与所述工作电压输出端连接，所述第一电容的另一端接地，所述第一电阻的另一端分别与所述开关稳压芯片的反馈端和所述第二电阻的一端连接，所述第二电阻的另一端接地。

9、进一步地，还包括复位解锁模块，所述复位解锁模块与所述故障闭锁自锁模块连接，用于响应复位信号解除所述故障闭锁自锁模块的锁止状态。

10、进一步地，所述复位解锁模块包括复位芯片，所述复位芯片的信号输出端与所述故障闭锁自锁模块连接。

11、进一步地，所述复位解锁模块还包括第三电容、第四电容、第五电容以及第六电容；所述第三电容、第四电容、第五电容和第六电容的一端与所述复位芯片的电源端连接，所述第三电容、第四电容、第五电容和第六电容的另一端均与参考地连接。

12、本发明公开了驱动保护电路，其包括高速驱动模块、实时电流采样模块、过流判定模块以及故障闭锁自锁模块，高速驱动模块与开关管连接，故障闭锁自锁模块分别与过流判定模块以及高速驱动模块连接，当开关管处于导通期间时，实时电流采样模块连续采集电流并输出电流采样信号，当电流采样信号超过预设保护阈值时，过流判定模块输出故障触发信号，当接收到故障触发信号时，故障闭锁自锁模块阻断驱动信号并强制关断开关管，当故障触发信号消失时，故障闭锁自锁模块继续保持锁止状态，从而可以消除传统采样的消隐时间以实现无盲区监测，摒弃软件运算以实现纳秒级极速保护，且能防止故障消除后自动重启导致的器件二次击穿，显著提升了系统的安全性和可靠性。

1.一种驱动保护电路，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的驱动保护电路，其特征在于，所述实时电流采样模块包括信号调理电路和电流采样电路；所述电流采样电路的一端与所述开关管连接，所述电流采样电路的另一端与所述信号调理电路连接，所述信号调理电路的输出端与所述过流判定模块连接。

3.根据权利要求1所述的驱动保护电路，其特征在于，所述过流判定模块包括硬件比较电路和保护阈值设置电路；所述硬件比较电路的一端与所述实时电流采样模块连接，其另一端与所述保护阈值设置电路的一端连接，所述保护阈值设置电路的另一端与所述故障闭锁自锁模块连接。

4.根据权利要求3所述的驱动保护电路，其特征在于，所述保护阈值设置电路被配置为根据所述开关管的额定电流和峰值电流调节所述预设保护阈值。

5.根据权利要求1所述的驱动保护电路，其特征在于，所述故障闭锁自锁模块包括第一开关、第二开关、第三开关、继电器以及状态指示灯；所述继电器包括继电器线圈、常开自锁触点和执行触点；

6.根据权利要求1所述的驱动保护电路，其特征在于，还包括宽压稳压适配模块，所述宽压稳压适配模块的输入端用于连接外部输入电源，所述宽压稳压适配模块的输出端分别与所述高速驱动模块、所述实时电流采样模块、所述过流判定模块和所述故障闭锁自锁模块的供电端连接。

7.根据权利要求6所述的驱动保护电路，其特征在于，所述宽压稳压适配模块包括开关稳压芯片、第一二极管、第一电感、第一电容、第二电容、第一电阻以及第二电阻；

8.根据权利要求1所述的驱动保护电路，其特征在于，还包括复位解锁模块，所述复位解锁模块与所述故障闭锁自锁模块连接，用于响应复位信号解除所述故障闭锁自锁模块的锁止状态。

9.根据权利要求8所述的驱动保护电路，其特征在于，所述复位解锁模块包括复位芯片，所述复位芯片的信号输出端与所述故障闭锁自锁模块连接。

10.根据权利要求9所述的驱动保护电路，其特征在于，所述复位解锁模块还包括第三电容、第四电容、第五电容以及第六电容；