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IGBT元件的短路和過電壓保護(hù)

有關(guān)短路和過電壓保護(hù)的流程圖:
有關(guān)短路和過電壓保護(hù)的流程圖
有關(guān)短路和過電壓保護(hù)波形
沒有附加保護(hù)裝置的 10μs 短路 SOA 操作。
短路(超負(fù)荷)原因和電流檢測
原因                                                                       電流傳感器
變頻器側(cè)                                                             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(fù)載側(cè)                                                                分流電阻
負(fù)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(guān)斷時的C-E間過電壓:
短路電流關(guān)斷時的C-E間過電壓
相間(負(fù)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(fā)生功率大幅度劇增,如果不在10μs以內(nèi)關(guān)斷,就會損壞IGBT。此時還會發(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(dāng)然,配線時應(yīng)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)移動時,集電極的電位上升。因此,門極也由于反向傳輸電容而導(dǎo)致門極電位上升。這有進(jìn)一步增強(qiáng)集電極電流的作用,還有導(dǎo)致門極破壞的危險,因此建議在門極-發(fā)射極之間加入穩(wěn)壓二極管和電阻。
集電極電流及浪涌電壓
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