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                IGBT元件的短路和過電壓保護

                有關短路和過電壓保護的流程圖:
                有關短路和過電壓保護的流程圖
                有關短路和過電壓保護波形
                沒有附加保護裝置的 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的某一個有電流流動):
                由于接地引起的短路電流范例(①或②的某一個有電流流動)
                短路電流關斷時的C-E間過電壓:
                短路電流關斷時的C-E間過電壓
                相間(負載)短路時,會流動非常大的電流,其電流值由電源電容器的ESR和IGBT的增益而決定。發生功率大幅度劇增,如果不在10μs以內關斷,就會損壞IGBT。此時還會發生浪涌電壓,其電壓值為集電極及發射極分布電感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,需要緩慢地關斷IGBT(軟關斷)。當然,配線時應注意盡可能讓殘留電感最小。
                另外,IGBT從飽和狀態向不飽和狀態移動時,集電極的電位上升。因此,門極也由于反向傳輸電容而導致門極電位上升。這有進一步增強集電極電流的作用,還有導致門極破壞的危險,因此建議在門極-發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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