CN213152022U - 一种功率半导体器件驱动保护电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种功率半导体器件驱动保护电路，涉及电子电路技术领域，该驱动保护电路包括：驱动模块、启停模块以及保护模块，驱动模块连接在功率半导体器件的门极与阴极之间，启停模块的一端与功率半导体器件的门极连接，启停模块的另一端与保护模块的一端连接，且启停模块的控制端连接触发控制信号，保护模块的另一端与所述功率半导体器件的阴极连接。本实用新型的有益效果是：能够在该启停模块失效后造成的功率半导体器件门阴极短路的情况下，防止功率半导体器件损坏。不仅降低了驱动电路的复杂程度，还节约成本，可广泛应用于功率半导体型器件的驱动电路中。

Description

一种功率半导体器件驱动保护电路

技术领域

本实用新型属于电子电路技术领域，尤其涉及一种功率半导体器件驱动保护电路。

背景技术

电流控制型电子器件，如晶闸管、IGCT、GTO、IEGT、IETO等，在门阴极电位未进行负压偏置或者电位悬浮时，如阴阳极电压变化率过大，由于阴阳极漂移电流的存在，器件容易误触发。这给器件及***可靠性造成很大隐患。为规避此类现象，现有电流控制型电力电子器件门极驱动电路最有效的保护措施是采用可控开关元件，如常闭继电器、MOSFET等可控器件，并联于器件门阴极两端或增加一阳极串联电容。并通过控制单元根据器件上、下电状态对开关元件的状态进行切换，使得器件在门极驱动无电状态或上下电过程中确保门阴极处于短路模式。

但是，由于采用可控开关元件作为核心部件，当出现外部电磁干扰、浪涌冲击、可靠性等原因，开关元件可能出现拒动、误动或失效，在开关元件失效后将导致电力电子器件门阴极短路，门极驱动无法上电或无法满足触发条件而失效。

同时，现有技术未考虑器件承受反向耐压的工况，对于采用非对称、逆导等工艺的功率半导体器件，或者采用开关元件串联阳极电容的技术，在门极驱动未上电的情况下器件承受反向耐压时，反向电压将通过开关元件、器件门阳极寄生二极管或阳极电容形成通路，从而导致开关元件有失效风险。

实用新型内容

本实用新型正是基于现有技术的可控开关元件极易失效而导致功率半导体器件损坏的技术问题，提出了一种功率半导体器件驱动保护电路。

第一方面，本实用新型实施例提供了一种功率半导体器件驱动保护电路，包括：

驱动模块，其两端分别连接功率半导体器件的门极和阴极，其控制端连接驱动控制信号，用于根据所述驱动控制信号控制所述功率半导体器件的通断；以及

启停模块和保护模块，所述启停模块的一端与所述功率半导体器件的门极连接，所述启停模块的另一端与所述保护模块的一端连接，所述保护模块的另一端与所述功率半导体器件的阴极连接，且所述启停模块的控制端连接触发控制信号，用于根据所述触发控制信号在所述驱动保护电路的上电、下电过程中维持导通状态；所述保护模块用于维持所述启停模块与所述功率半导体器件之间的通路的通断，其中，在所述启停模块发生失效短路时，所述保护模块在短路电流的作用下自动切断所述启停模块与所述功率半导体器件之间的通路。

可选地，所述保护模块包括：

熔断器，所述熔断器的一端与所述启停模块的一端连接，所述熔断器的另一端与所述功率半导体器件的阴极连接。

可选地，所述保护模块包括：

熔断器以及二极管，所述熔断器的一端与所述启停模块的一端连接，所述熔断器的另一端与所述二极管的阳极连接，所述二极管的阴极与所述功率半导体器件的阴极连接。

可选地，所述启停模块包括：

开关元器件，所述开关元器件的一端与所述功率半导体器件的门极连接，所述开关元器件的另一端与所述保护模块的一端连接，所述开关元器件的控制端连接所述触发控制信号。

可选地，所述启停模块包括：

开关元器件以及电容，所述开关元器件的一端与所述功率半导体器件的门极连接，所述开关元器件的另一端与所述电容的第一端连接，所述电容的第二端与所述保护模块的一端连接，所述开关元器件的控制端连接所述触发控制信号，且所述电容的第一端与所述功率半导体器件的阳极连接，以利用所述功率半导体器件的阳极电压进行充电。

可选地，所述驱动模块包括：

关断单元，其连接在所述功率半导体器件的门极与阴极之间，且所述关断单元的控制端连接第一驱动控制信号，用于根据第一驱动控制信号控制所述功率半导体器件的关断；

触发单元，其连接在所述功率半导体器件的门极与阴极之间，且所述触发单元的控制端连接第二驱动控制信号，用于根据第二驱动控制信号控制所述功率半导体器件的导通。

可选地，还包括：

用于产生所述驱动控制信号以及所述触发控制信号的控制模块。

可选地，所述控制模块还连接所述保护模块的两端，用于对所述保护模块的两端电压进行监测。

可选地，还包括：

电源模块，所述电源模块分别与所述驱动模块、所述启停模块以及所述控制模块连接，用于为所述驱动模块、所述启停模块以及所述控制模块提供工作电压。

可选地，所述功率半导体器件包括晶闸管、集成门极换流晶闸管、发射机关断晶闸管、门极可关断晶闸管以及门极换流晶闸管中的一种。

在本实用新型实施例提供的一种功率半导体器件驱动保护电路，通过该保护模块，可以在该启停模块因反向电压失效，或者因该启停模块失效后造成的功率半导体器件门阴极短路的情况下，对功率半导体器件进行短路保护，从而防止功率半导体器件损坏。并且能够随时监测熔断器的两端电压，从而及时发现故障原因。同时采用保护单元冗余，增强器件可靠性。另外，保护模块及启停模块的组成元件简洁，可靠，不仅降低了驱动电路的复杂程度，还节约成本，可广泛应用于功率半导体型器件的驱动电路中。

附图说明

通过结合附图阅读下文示例性实施例的详细描述可更好地理解本公开的范围。其中所包括的附图是：

图1示出了本实用新型实施例一提出的一种功率半导体器件驱动保护电路的结构示意图；

图2示出了本实用新型实施例二提出的一种功率半导体器件驱动保护电路的结构示意图；

图3示出了本实用新型实施例二提出的一种功率半导体器件驱动保护电路的工作原理示意图；

图4示出了本实用新型实施例三提出的一种功率半导体器件驱动保护电路的结构示意图；

图5示出了本实用新型实施例三提出的一种功率半导体器件驱动保护电路的工作原理示意图；

图6示出了本实用新型实施例四提出的一种功率半导体器件驱动保护电路的结构示意图；

图7示出了本实用新型实施例四提出的一种功率半导体器件驱动保护电路的工作原理示意图。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，以下将结合附图及实施例来详细说明本实用新型的实施方法，借此对本实用新型如何应用技术手段来解决技术问题，并达成技术效果的实现过程能充分理解并据以实施。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型，但是，本实用新型还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本实用新型的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。

实施例一

根据本实用新型的实施例，提供了一种功率半导体器件驱动保护电路，图1示出了本实用新型实施例一提出的一种功率半导体器件驱动保护电路的结构示意图，如图1所示，该功率半导体器件驱动保护电路可以包括：驱动模块10、启停模块20以及保护模块30，其中，

驱动模块10连接在功率半导体器件40的门极与阴极之间，所述驱动模块10的控制端连接驱动控制信号，以在驱动控制信号的触发下控制功率半导体器件40的导通或关断；

启停模块20与保护模块30串联，并且启停模块20与保护模块30并联在功率半导体器件40的门阴极两端。即启停模块20的一端与功率半导体器件40的门极连接，启停模块20的另一端与所述保护模块30的一端连接，且所述启停模块20的控制端连接触发控制信号，所述保护模块30的另一端与所述功率半导体器件40的阴极连接。其中，该启停模块20用于在所述驱动保护电路的上电、下电过程中由触发控制信号触发，维持导通状态，以保护所述功率半导体器件40；所述保护模块30用于在所述启停模块20发生失效短路时对所述功率半导体器件40进行短路保护。

其中，该功率半导体器件40可以是晶闸管、集成门极换流晶闸管(IGCT)、发射机关断晶闸管(ETO)、门极可关断晶闸管(GTO)、门极换流晶闸管(GCT)中的一种。该控制模块可以是一个芯片。

由此，通过该保护模块30，可以在该启停模块20因反向电压失效，或者因该启停模块20失效后造成的功率半导体器件40门阴极短路的情况下，对功率半导体器件40进行短路保护，从而防止功率半导体器件40损坏。

实施例二

在上述实施例的基础上，本实用新型的实施例二还可以提供一种功率半导体器件驱动保护电路。图2示出了本实用新型实施例二提出的一种功率半导体器件驱动保护电路的结构示意图，图3示出了本实用新型实施例二提出的一种功率半导体器件驱动保护电路的工作原理示意图，如图2和图3所示，该功率半导体器件驱动保护电路可以包括电源模块60、控制模块50、驱动模块10、启停模块20以及保护模块30，其中：

驱动模块10连接在功率半导体器件40的门极与阴极之间，用于控制功率半导体器件40的导通或关断。

其中，该驱动模块10包括关断单元101以及触发单元102，该关断单元101连接在所述功率半导体器件40的门极与阴极之间，且所述关断单元101的控制端连接第一驱动控制信号，所述关断单元101用于控制所述功率半导体器件40的关断。该触发单元102连接在所述功率半导体器件40的门极与阴极之间，且所述触发单元102的控制端连接第二驱动控制信号，所述触发单元102用于控制所述功率半导体器件40的导通。

启停模块20与保护模块30串联，并且启停模块20与保护模块30并联在功率半导体器件40的门阴极两端。即启停模块20的一端与功率半导体器件40的门极连接，启停模块20的另一端与所述保护模块30的一端连接，且所述启停模块20的控制端连接触发控制信号，所述保护模块30的另一端与所述功率半导体器件40的阴极连接。其中，该启停模块20用于在所述驱动保护电路的上电、下电过程中由触发控制信号触发，维持导通状态，以保护所述功率半导体器件40；所述保护模块30用于在所述启停模块20发生失效短路时对所述功率半导体器件40进行短路保护。

如图2所示，在一个实施方式中，该保护模块30可以包括熔断器，所述熔断器的一端与所述启停模块20的一端连接，所述熔断器的另一端与所述功率半导体器件40的阴极连接。而且，熔断器的两端电压信号可以引入控制模块50。该启停模块20可以包括开关元器件，所述开关元器件的一端与所述功率半导体器件40的门极连接，所述开关元器件的另一端与所述熔断器的一端连接，所述开关元器件的控制端连接所述触发控制信号。

值得说明的是，该开关元器件可以是一种可控开关，如常闭型继电器、JFET、MOSFET等。以MOSFET为例，MOSFET源极与保护模块30相连，控制极与控制模块50相连，漏级与功率半导体器件40的门极相连。而且，该保护模块30可以是1个或2个及以上并联。

该电源模块60的电压输入端连接外部电源，电源模块60的电压输出端分别与所述驱动模块10、所述启停模块20以及所述控制模块50连接，该电源模块60将外部电源的电压经过整定后，分别给所述驱动模块10、所述启停模块20以及所述控制模块50提供工作电压。

该控制模块50则用于根据功率半导体器件40的门极驱动电压与***控制信号，向触发单元102、关断单元101以及启停单元发送触发信号，即触发控制信号、第一驱动控制信号以及第二驱动控制信号，以控制触发单元102、关断单元101以及启停模块20进行工作。该驱动保护电路的具体工作原理如下：

在驱动保护电路无电状态下，启停模块20处于常闭状态。功率半导体器件40的门阴极处于短路状态。当外部电流大于熔断器的保护阈值，熔断器熔断。

在驱动保护电路上电过程中，功率半导体器件40的阴极电位对门极驱动电源地电位电压为0或小于保护阈值时，关断单元101与功率半导体器件40的门阴极断开，启停模块20、保护模块30处于常闭状态，功率半导体器件40的门阴极短路。当功率半导体器件40的阴极电位对门极驱动电源地电位电压大于保护阈值时，控制模块50向启停模块20发送触发控制信号以及向关断单元101发出第一驱动控制信号，该触发控制信号和第一驱动控制信号为高压触发信号，使得启停模块20关断，关断单元101导通。并且，控制单元实时监测熔断器两端的电压，当处于非短路态时，门极驱动保护电路回报故障信号，如果此时控制模块50接收半导体器件导通命令，则控制模块50补发触发脉冲。

在驱动保护电路下电过程中，功率半导体器件40的阴极电位对门极驱动电源地电位电压小于保护阈值时，则控制模块50向启停模块20发送触发控制信号以及向关断单元101发出第一驱动控制信号，此时，该触发控制信号以及第一驱动控制信号为低压触发信号，从而使得启停模块20导通、关断单元101关断，从而使功率半导体元件的门极与阴极之间短路。其中，低压触发信号可以是0电压触发信号或较低电压触发信号。

驱动保护电路上电、下电过程中，所述触发单元102不进行工作；或者控制模块50对触发单元102不发送触发信号或发送低压触发信号，触发模块不被触发。

当所述启停模块20发生失效短路，熔断器流过电流能量大于熔断器保护阈值，熔断器熔断，自动切断所述启停模块20与所述功率半导体器件40之间的通路，且熔断器熔断电流小于启停模块20开关额定允许电流。

由此，通过该保护模块30，可以在该启停模块20因反向电压失效，或者因该启停模块20失效后造成的功率半导体器件40门阴极短路的情况下，对功率半导体器件40进行短路保护，从而防止功率半导体器件40损坏。并且能够随时监测熔断器的两端电压，从而及时发现故障原因。

实施例三

在上述实施例的基础上，本实用新型的实施例三还可以提供一种功率半导体器件驱动保护电路。图4示出了本实用新型实施例三提出的一种功率半导体器件驱动保护电路的结构示意图，图5示出了本实用新型实施例三提出的一种功率半导体器件驱动保护电路的工作原理示意图，如图4和图5所示，该功率半导体器件驱动保护电路可以包括电源模块60、控制模块50、驱动模块10、启停模块20以及保护模块30，其中：

驱动模块10连接在功率半导体器件40的门极与阴极之间，用于控制功率半导体器件40的导通或关断。

其中，该驱动模块10包括关断单元101以及触发单元102，该关断单元101连接在所述功率半导体器件40的门极与阴极之间，且所述关断单元101的控制端连接第一驱动控制信号，所述关断单元101用于控制所述功率半导体器件40的关断。该触发单元102连接在所述功率半导体器件40的门极与阴极之间，且所述触发单元102的控制端连接第二驱动控制信号，所述触发单元102用于控制所述功率半导体器件40的导通。

启停模块20与保护模块30串联，并且启停模块20与保护模块30并联在功率半导体器件40的门阴极两端。即启停模块20的一端与功率半导体器件40的门极连接，启停模块20的另一端与所述保护模块30的一端连接，且所述启停模块20的控制端连接触发控制信号，所述保护模块30的另一端与所述功率半导体器件40的阴极连接。其中，该启停模块20用于在所述驱动保护电路的上电、下电过程中由触发控制信号触发，维持导通状态，以保护所述功率半导体器件40；所述保护模块30用于在所述启停模块20发生失效短路时对所述功率半导体器件40进行短路保护。

如图4所示，该保护模块30可以包括熔断器以及二极管，所述熔断器的一端与所述启停模块20的一端连接，所述熔断器的另一端与所述二极管的阳极连接，所述二极管的阴极与所述功率半导体器件40的阴极连接。而且，熔断器的两端电压信号引入控制模块50。该启停模块20可以包括开关元器件，所述开关元器件的一端与所述功率半导体器件40的门极连接，所述开关元器件的另一端与所述熔断器的一端连接，所述开关元器件的控制端连接所述触发控制信号。

值得说明的是，该开关元器件可以是一种可控开关，如常闭型继电器、JFET、MOSFET等。以MOSFET为例，MOSFET源极与保护模块30相连，控制极与控制模块50相连，漏级与功率半导体器件40的门极相连。而且，该保护模块30可以是1个或2个及以上并联。

该电源模块60的电压输入端连接外部电源，电源模块60的电压输出端分别与所述驱动模块10、所述启停模块20以及所述控制模块50连接，该电源模块60将外部电源的电压经过整定后，分别给所述驱动模块10、所述启停模块20以及所述控制模块50提供工作电压。

该控制模块50则用于根据功率半导体器件40的门极驱动电压与***控制信号，向触发单元102、关断单元101以及启停单元发送触发信号，即触发控制信号、第一驱动控制信号以及第二驱动控制信号，以控制触发单元102、关断单元101以及启停模块20进行工作。该驱动保护电路的具体工作原理如下：

在驱动保护电路无电状态下，启停模块20处于常闭状态，功率半导体器件40的门阴极处于短路状态。当功率半导体器件40承受反压时，二极管截止，防止启停模块20反向流通电流。

在驱动保护电路上电过程中，功率半导体器件40的阴极电位对门极驱动电源地电位电压为0或小于保护阈值时，关断单元101与功率半导体器件40的门阴极断开，启停模块20处于常闭状态，功率半导体器件40门阴极短路。当阴极电位对门极驱动电源地电位电压大于保护阈值时，控制模块50向启停模块20发送触发控制信号以及向关断单元101发出第一驱动控制信号，该触发控制信号和第一驱动控制信号为高压触发信号，使启停模块20关断，关断单元101导通。并且，控制模块50实时监测熔断器两端电压，当处于非短路态时，驱动保护电路回报故障信号，如果此时控制模块50接收该功率半导体器件40导通命令，则控制模块50补发触发脉冲。

在门极驱动下电过程中，功率半导体器件40的阴极电位对门极驱动电源地电位电压小于保护阈值时，则控制模块50向启停模块20发送触发控制信号以及向关断单元101发出第一驱动控制信号，此时，该触发控制信号以及第一驱动控制信号为低压触发信号，从而使得启停模块20导通、关断单元101关断，从而使功率半导体元件的门极与阴极之间短路。其中，低压触发信号可以是0电压触发信号或较低电压触发信号。

驱动保护电路上电、下电过程中，所述触发单元102不进行工作；或者控制模块50对触发单元102不发送触发信号或发送低压触发信号，触发单元102不被触发。

当所述启停模块20发生失效短路，熔断器流过电流能量大于熔断器保护阈值，熔断器熔断，自动切断所述启停模块20与所述功率半导体器件40之间的通路，且熔断器熔断电流小于启停模块20开关额定允许电流。

由此，通过该保护模块30，可以在该启停模块20因反向电压失效，或者因该启停模块20失效后造成的功率半导体器件40门阴极短路的情况下，对功率半导体器件40进行短路保护，从而防止功率半导体器件40损坏。并且能够随时监测熔断器的两端电压，从而及时发现故障原因。同时采用保护单元冗余，增强器件可靠性。另外，保护模块30及启停模块20的组成元件简洁，可靠，不仅降低了驱动电路的复杂程度，还节约成本，可广泛应用于功率半导体型器件的驱动电路中。

实施例四

在上述实施例的基础上，本实用新型的实施例四还可以提供一种功率半导体器件驱动保护电路。图6示出了本实用新型实施例四提出的一种功率半导体器件驱动保护电路的结构示意图，图7示出了本实用新型实施例四提出的一种功率半导体器件驱动保护电路的工作原理示意图，如图6和图7所示，该功率半导体器件驱动保护电路可以包括电源模块60、控制模块50、驱动模块10、启停模块20以及保护模块30，其中：

驱动模块10连接在功率半导体器件40的门极与阴极之间，用于控制功率半导体器件40的导通或关断。

其中，该驱动模块10包括关断单元101以及触发单元102，该关断单元101连接在所述功率半导体器件40的门极与阴极之间，且所述关断单元101的控制端连接第一驱动控制信号，所述关断单元101用于控制所述功率半导体器件40的关断。该触发单元102连接在所述功率半导体器件40的门极与阴极之间，且所述触发单元102的控制端连接第二驱动控制信号，所述触发单元102用于控制所述功率半导体器件40的导通。

启停模块20与保护模块30串联，并且启停模块20与保护模块30并联在功率半导体器件40的门阴极两端。即启停模块20的一端与功率半导体器件40的门极连接，启停模块20的另一端与所述保护模块30的一端连接，且所述启停模块20的控制端连接触发控制信号，所述保护模块30的另一端与所述功率半导体器件40的阴极连接。其中，该启停模块20用于在所述驱动保护电路的上电、下电过程中由触发控制信号触发，维持导通状态，以保护所述功率半导体器件40；所述保护模块30用于在所述启停模块20发生失效短路时对所述功率半导体器件40进行短路保护。

如图6所示，该保护模块30可以包括熔断器以及二极管，所述熔断器的一端与所述启停模块20的一端连接，所述熔断器的另一端与所述二极管的阳极连接，所述二极管的阴极与所述功率半导体器件40的阴极连接。而且，熔断器的两端电压信号引入控制模块50。

如图6所示，所述启停模块20包括开关元器件以及电容，所述开关元器件的一端与所述功率半导体器件40的门极连接，所述开关元器件的另一端与所述电容的第一端连接，所述开关元器件的控制端连接所述触发控制信号，所述电容的第二端与所述保护模块的一端连接，且所述电容的第一端与所述功率半导体器件40的阳极连接，以利用所述功率半导体器件40的阳极电压进行充电

值得说明的是，该二极管可以是带二极管功能元件，如带反并联二极管的MOSFET、IGBT等。而且，该保护模块30可以是1个或2个及以上并联。

该启停模块20可以包括开关元器件以及电容，所述开关元器件连接在所述功率半导体器件40的门极与阴极之间，所述开关元器件的控制端连接触发控制信号。所述电容连接在所述开关元器件与所述功率半导体器件40的阴极的连接之间，且所述电容靠近所述开关元器件的一端与所述功率半导体器件40的阳极连接，以利用所述功率半导体器件40的阳极电压进行充电。

值得说明的是，该开关元器件可以是一种可控开关，如常闭型继电器、JFET、MOSFET等。以MOSFET为例，MOSFET源极与保护模块30相连，控制极与控制模块50相连，漏级与功率半导体器件40的门极相连。

该电源模块60的电压输入端连接外部电源，电源模块60的电压输出端分别与所述驱动模块10、所述启停模块20以及所述控制模块50连接，该电源模块60将外部电源的电压经过整定后，分别给所述驱动模块10、所述启停模块20以及所述控制模块50提供工作电压。

该控制模块50则用于根据功率半导体器件40的门极驱动电压与***控制信号，向触发单元102、关断单元101以及启停单元发送触发信号，即触发控制信号、第一驱动控制信号以及第二驱动控制信号，以控制触发单元102、关断单元101以及启停模块20进行工作。该驱动保护电路的具体工作原理如下：

在驱动保护电路无电状态下，启停模块20处于常闭状态，功率半导体元件的阳极电压可对电容进行预充电，从而预充电的电容在功率半导体元件的门极与阴极之间施加反向偏置电压。当功率半导体器件40承受反压时，二极管截止，防止启停模块20反向流通电流。

在驱动保护电路上电过程中，功率半导体器件40的阴极电位对门极驱动电源地电位电压为0或小于保护阈值时，关断单元101与功率半导体器件40的门阴极断开，开关元器件处于常闭状态，预充电的电容在功率半导体器件40的门极与阴极之间施加反向偏置电压。当阴极电位对门极驱动电源地电位电压大于保护阈值时，控制模块50向启停模块20发送触发控制信号以及向关断单元101发出第一驱动控制信号，该触发控制信号和第一驱动控制信号为高压触发信号，使启停模块20关断，关断单元101导通。控制模块50实时监测熔断器两端电压，当处于非短路态时，驱动保护电路回报故障信号，如果此时控制模块50接收半导体器件导通命令，则控制模块50补发触发脉冲。

在驱动保护电路下电过程中，功率半导体器件40的阴极电位对门极驱动电源地电位电压小于保护阈值时，则控制模块50向启停模块20发送触发控制信号以及向关断单元101发出第一驱动控制信号，此时，该触发控制信号以及第一驱动控制信号为低压触发信号，使启停模块20导通、关断单元101关断，预充电的电容在功率半导体器件40的门极与阴极之间施加反向偏置电压。其中，低压触发信号可以是0电压触发信号或较低电压触发信号。

驱动保护电路上电、下电过程中，所述触发模块不进行工作；或者控制模块50对触发模块不发送触发信号或发送低压触发信号，触发模块不被触发。

当所述启停模块20发生失效短路，熔断器流过电流能量大于熔断器保护阈值，熔断器熔断，自动切断所述启停模块20与所述功率半导体器件40之间的通路，且熔断器熔断电流小于启停模块20开关额定允许电流。

由此，通过该保护模块30，可以在该启停模块20因反向电压失效，或者因该启停模块20失效后造成的功率半导体器件40门阴极短路的情况下，对功率半导体器件40进行短路保护，从而防止功率半导体器件40损坏。并且能够随时监测熔断器的两端电压，从而及时发现故障原因。同时采用保护单元冗余，增强器件可靠性。另外，保护模块30及启停模块20的组成元件简洁，可靠，不仅降低了驱动电路的复杂程度，还节约成本，可广泛应用于功率半导体型器件的驱动电路中。

虽然本实用新型所公开的实施方式如上，但所述的内容只是为了便于理解本实用新型而采用的实施方式，并非用以限定本实用新型。任何本实用新型所属技术领域内的技术人员，在不脱离本实用新型所公开的精神和范围的前提下，可以在实施的形式上及细节上作任何的修改与变化，但本实用新型的保护范围，仍须以所附的权利要求书所界定的范围为准。

Claims (10)

1.一种功率半导体器件驱动保护电路，其特征在于，包括：

驱动模块，其两端分别连接功率半导体器件的门极和阴极，其控制端连接驱动控制信号，用于根据所述驱动控制信号控制所述功率半导体器件的通断；以及

启停模块和保护模块，所述启停模块的一端与所述功率半导体器件的门极连接，所述启停模块的另一端与所述保护模块的一端连接，所述保护模块的另一端与所述功率半导体器件的阴极连接，且所述启停模块的控制端连接触发控制信号，用于根据所述触发控制信号在所述驱动保护电路的上电、下电过程中维持导通状态；所述保护模块用于维持所述启停模块与所述功率半导体器件之间的通路的通断，其中，在所述启停模块发生失效短路时，所述保护模块在短路电流的作用下自动切断所述启停模块与所述功率半导体器件之间的通路。

2.根据权利要求1所述的功率半导体器件驱动保护电路，其特征在于，所述保护模块包括：

熔断器，所述熔断器的一端与所述启停模块的一端连接，所述熔断器的另一端与所述功率半导体器件的阴极连接。

3.根据权利要求1所述的功率半导体器件驱动保护电路，其特征在于，所述保护模块包括：

熔断器以及二极管，所述熔断器的一端与所述启停模块的一端连接，所述熔断器的另一端与所述二极管的阳极连接，所述二极管的阴极与所述功率半导体器件的阴极连接。

4.根据权利要求1所述的功率半导体器件驱动保护电路，其特征在于，所述启停模块包括：

开关元器件，所述开关元器件的一端与所述功率半导体器件的门极连接，所述开关元器件的另一端与所述保护模块的一端连接，所述开关元器件的控制端连接所述触发控制信号。

5.根据权利要求1所述的功率半导体器件驱动保护电路，其特征在于，所述启停模块包括：

开关元器件以及电容，所述开关元器件的一端与所述功率半导体器件的门极连接，所述开关元器件的另一端与所述电容的第一端连接，所述电容的第二端与所述保护模块的一端连接，所述开关元器件的控制端连接所述触发控制信号，且所述电容的第一端与所述功率半导体器件的阳极连接，以利用所述功率半导体器件的阳极电压进行充电。

6.根据权利要求1所述的功率半导体器件驱动保护电路，其特征在于，所述驱动模块包括：

关断单元，其连接在所述功率半导体器件的门极与阴极之间，且所述关断单元的控制端连接第一驱动控制信号，用于根据第一驱动控制信号控制所述功率半导体器件的关断；

触发单元，其连接在所述功率半导体器件的门极与阴极之间，且所述触发单元的控制端连接第二驱动控制信号，用于根据第二驱动控制信号控制所述功率半导体器件的导通。

7.根据权利要求1所述的功率半导体器件驱动保护电路，其特征在于，还包括：

用于产生所述驱动控制信号以及所述触发控制信号的控制模块。

8.根据权利要求7所述的功率半导体器件驱动保护电路，其特征在于，所述控制模块还连接所述保护模块的两端，用于对所述保护模块的两端电压进行监测。

9.根据权利要求7所述的功率半导体器件驱动保护电路，其特征在于，还包括：

电源模块，所述电源模块分别与所述驱动模块、所述启停模块以及所述控制模块连接，用于为所述驱动模块、所述启停模块以及所述控制模块提供工作电压。

10.根据权利要求1所述的功率半导体器件驱动保护电路，其特征在于，所述功率半导体器件包括晶闸管、集成门极换流晶闸管、发射机关断晶闸管、门极可关断晶闸管以及门极换流晶闸管中的一种。

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