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IGBT元件的短路和過(guò)電壓保護

有關(guān)短路和過(guò)電壓保護的流程圖:
有關(guān)短路和過(guò)電壓保護的流程圖
有關(guān)短路和過(guò)電壓保護波形
沒(méi)有附加保護裝置的 10μs 短路 SOA 操作。
短路(超負荷)原因和電流檢測
原因                                                                       電流傳感器
變頻器側                                                             電流互感器CT
元件破壞、控制電路異常、外殼接地           (分為AC、DC、高頻用)
負載側                                                                分流電阻
負荷異常、相間短路、接地                            電流測量集成電路
由于元件破壞、控制電路異常(空載時(shí)間不足)而引起的橋臂短路電流范例:
由于元件破壞、控制電路異常(空載時(shí)間不足)而引起的橋臂短路電流范例
由于相間短路引起的短路電流范例:
由于相間短路引起的短路電流范例
由于接地引起的短路電流范例(①或②的某一個(gè)有電流流動(dòng)):
由于接地引起的短路電流范例(①或②的某一個(gè)有電流流動(dòng))
短路電流關(guān)斷時(shí)的C-E間過(guò)電壓:
短路電流關(guān)斷時(shí)的C-E間過(guò)電壓
相間(負載)短路時(shí),會(huì )流動(dòng)非常大的電流,其電流值由電源電容器的ESR和IGBT的增益而決定。發(fā)生功率大幅度劇增,如果不在10μs以?xún)汝P(guān)斷,就會(huì )損壞IGBT。此時(shí)還會(huì )發(fā)生浪涌電壓,其電壓值為集電極及發(fā)射極分布電感Ls與-di/dt之積。即使Ls為0.1μH,如果-di/dt為2,000A/μs,此電壓為200V。為了降低-di/dt,需要緩慢地關(guān)斷IGBT(軟關(guān)斷)。當然,配線(xiàn)時(shí)應注意盡可能讓殘留電感最小。
另外,IGBT從飽和狀態(tài)向不飽和狀態(tài)移動(dòng)時(shí),集電極的電位上升。因此,門(mén)極也由于反向傳輸電容而導致門(mén)極電位上升。這有進(jìn)一步增強集電極電流的作用,還有導致門(mén)極破壞的危險,因此建議在門(mén)極-發(fā)射極之間加入穩壓二極管和電阻。
集電極電流及浪涌電壓
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