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IGBT的短路保护和过流保护

IGBT保护的问题

现在只总结IGBT驱动电路和驱动芯片可以保护IGBT的项。 1.Vce过压 2.Vge过压 3.短路保护 4.过高的di/dt

主要看短路保护和过流保护 短路的定义 1.桥臂内短路(直通)命名为一类短路; 2.桥臂间短路(大电感短路)命名为二类短路,可通过霍尔检测和格局电流变化率来判断。

IGBT发生短路时,描述短路电流的数学表达式如下这是个线性方程,它表示,在短路发生时,电流的绝对值与电压,回路中的电感量,及整个过程持续的时间有关系。 在这里插入图片描述

大多数短路,母线电压在额定点,影响短路电流的主要因素是短路电路中的电感。因此,在对短路行为进行分类和定义时,短路电路中的电感是分类的主要依据。 如果短路电路中的电感继续增加,电流变化率就会变低。此时,它不是短路,而是过流。此时,需要电流传感器或特定电路来感知电流的绝对值,从而进行过流保护。驱动芯片通常只能进行短路保护,而不能进行过流保护。短路保护和过流保护是两个不同的概念。

短路保护原理: 短路保护,desat保护又称退饱和保护。 1.下图是驱动芯片内部的原理框图

原理是:(1)当IGBT关断时,T导通,电流源1被T1旁路,Ca钳位低,比较器不翻转; (2)当IGBT在开通过程中,T1截止,IGBT电流源1通过饱和导通Rm,Dm及IGBT形成回路,比较器不翻转; (3)当IGBT短路时,饱和区将退出,Vce直到母线电压快速上升,Dm立即截止,电流源1向 Ca充电,Ca点线性上升,比较器在达到门槛时翻转。 短路保护实际上是驱动芯片监控的 Vce之间的压降。可参考数据手册了解desat设定的阈值,Vce达到这个阈值后,开始短路保护。

IGBT短路时,电流上升到额定电流的4倍以上,最终IGBT关闭这个电流是必要的。此时的电流值远高于正常工作的电流,因此此时的电压尖峰也非常高。因此,为了防止高压尖峰损坏IGBT,此时还需要引入有源钳位电路来吸收高压尖峰。

过流保护: IGBT电路电感大,电流爬升缓慢(与短路相比),IGBT退饱和现象不会发生,因此需要依靠电流传感器来感知电流值,保护系统。

除了通过电流传感器来采集电流之外,和可以在驱动电路中引入过流检测电路。Di/dt检测,Vce过流可以通过饱和压降检测来检测。 闭环霍尔电流传感器主要用于电流传感器感器。由于霍尔传感器的频带宽度和控制采样电路的延迟,实时性可能有待提高;di/dt检测主要是基础IGBT电源E级与驱动E级之间的寄生电感来判断电流的大小,而这种电感参数不易测量;Vce可采用饱和压降检测IGBT驱动芯片去饱和Desat检测功能。 原理图如下图所示: D5为 低 温 漂 型 电 压 比 较 器LM2903。通过调整 R1和R2的阻值可以在 D5的 2 脚端得到 阈值电压 Vth。IGBT 正常工作时,D5的 3 脚端电压低于 Vth,由于比较器输出为三极管,因此比较器输出为低电平 OC 门输出,DESAT 端电压在约 0 V 低电平,无过流故障; 当 IGBT 的 VCE流量上升,D5的 3 脚电压高于 Vth当比较器翻转输出高电平时,OC 门关断,DESAT 端电压上升到 15 V,超过芯片内部 6. 5 V 比较门限,发生过流故障。

采用电压基准源 TL431 和电压比较器 LM2903 根据 IGBT 的不同调整 R1、R2的电阻值,生产调试更方便。

标签: 电感可以短路试机吗超大功率igbt三极管

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