IGBT保护电路的过流保护设计方案

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IGBT(绝缘栅双极性晶体管)是一种用MOS来控制晶体管的晶体管或二极管损坏、控制与驱动电路故障或干扰等引起误动、输出线接错或绝缘损坏等形成短路、输出端对地短路与电机绝缘损坏、逆变桥的桥臂短路等。

对IGBT的过流检测保护分两种情况:

(1)驱动电路中无保护功一是像串电阻那样串接在主回路中,如图1(a)中的虚线所示;二是串接在每个IGBT上,如图1(b)所示。前者只用一个电流互感器检测流过IGBT的总电流,经济简单,但检测精度较差;后者直接反映每个IGBT的电流,测量精度高,但需6个电流互感器。过电流检测出来的电流信号,经光耦管向控制电路输出封锁信号,从而关断IGBT的触发,实现过流保护。

图1 IGBT的过流检测

(2)驱动电路中设有保护功

(1)改变二极管的型号与个数相结合。例如,IGBT的通态饱和压降为2.65V,驱动模块过流保护临界动作电压值为 7.84V时,那么整个二极管上的通态压降之和应为7.84-2.65=5.19V,此时选用7个硅二极管与1个锗二极管串联,其通态压降之和为 0.7×7+0.3×1=5.20V(硅管视为0.7V,锗管视为0.3V),则

(1)尽可在开关损耗不太大的情况下,尽可Tj=P△(Rjc+Rcs+Rsa)《Tjm  式中Tj-IGBT的工作结温

P△-损耗功率

Rjc-结-壳热阻vkZ电子资料网

Rcs-壳-散热器热阻

Rsa-散热器-环境热阻

Tjm-IGBT的*高结温

在实际工作中,我们采用普通散热器与强迫风冷相结合的措施,并在散热器上安装温度开关。当温度达到75℃~80℃时,通过 SG3525的关闭信号停止PMW 发送控制信号,从而使驱动器封锁IGBT的开关输出,并予以关断保护。

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