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          IGBT元件的短路和过电压保护

          有关短路和过电压保护的流程图:
          有关短路和过电压保护的流程图
          有关短路和过电压保护波形
          没有附加保护装置的 10μs 短路 SOA 操作。
          短路(超负荷)原因和电流检测
          原因                                                                       电流传感器
          变频器侧                                                             电流互感器CT
          元件破坏、控制电路异常、外壳接地           (分为AC、DC、高频用)
          负载侧                                                                分流电阻
          负荷异常、相间短路、接地                            电流测量集成电路
          由于元件破坏、控制电路异常(空载时间不足)而引起的桥臂短路电流范例:
          由于元件破坏、控制电路异常(空载时间不足)而引起的桥臂短路电流范例
          由于相间短路引起的短路电流范例:
          由于相间短路引起的短路电流范例
          由于接地引起的短路电流范例(①或②的某一个有电流流动):
          由于接地引起的短路电流范例(①或②的某一个有电流流动)
          短路电流关断时的C-E间过电压:
          短路电流关断时的C-E间过电压
          相间(负载)短路时,会流动非常大的电流,其电流值由电源电容器的ESR和IGBT的增益而决定。发生功率大幅度剧增,如果不在10μs以内关断,就会损坏IGBT。此时还会发生浪涌电压,其电压值为集电极及发射极分布电感Ls与-di/dt之积。即使Ls为0.1μH,如果-di/dt为2,000A/μs,此电压为200V。为了降低-di/dt,需要缓慢地关断IGBT(软关断)。当然,配线时应注意尽可能让残留电感最小。
          另外,IGBT从饱和状态向不饱和状态移动时,集电极的电位上升。因此,门极也由于反向传输电容而导致门极电位上升。这有进一步增强集电极电流的作用,还有导致门极破坏的危险,因此建议在门极-发射极之间加入稳压二极管和电阻。
          集电极电流及浪涌电压
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