IGBT模块可能由于过电流、过电压这类异常情况而受损,因此,在IGBT 模块的运用中,设计能够避免这种异常情况,从而保护元件的保护电路显得尤为重要。
保护类别也可分为:过压、过流、过热、短路等。
1、过流保护:
措施是采用电流检测电阻/传感器,具体实施方案与电路有关。
2、过热保护:
采用温度继电器、NTC温度检测电阻/隔离放大器。
3、驱动欠压保护
4、短路保护:
通过驱动电路监测CE端电压。
(1)短路模式
(2)短路(过电流)的检测方法:
A、通过过电流检测器检测:
为实现对IGBT的快速响应保护,将从检测出过电流到完
成关断为止各电路的动作延迟时间设置为。
(2)短路(过电流)的检测方法:
B、通过Vce(SAT)检测:
由于从检测出过电流到保护动作都在驱动侧进行,能够做
到速的动作。下图为Vce(SAT)检测保护电路的实例。
5、过电压保护
(1)VGE过压
产生原因:驱动电路故障、驱动线路不良、外部串扰、静电等
抑制方法:优化驱动走线、驱动电路等;加GE过压保护器件
IGBT模块的VGE保证值一般为±20V。IGBT门极对静电非常敏感,请注意:
(1)使用模块时,先让人体和衣服上所带的静电通过高电阻(1MΩ左右)接地线放电后,再在接地的导电性垫板上进行操作。
(2)使用IGBT模块时,要拿封装主体,不要直接接触端子(特别是控制端子)部分。
(3)对IGBT端子进行锡焊作业时,为了避免由烙铁、烙铁焊台的泄漏产生的静电加到IGBT上,烙铁前端等要用十分低的电阻接地。
(2)VCE过压产生原因
由于IGBT的开关速度很快,IGBT关断时,或FWD反向恢复时产生很高的di/dt,由模块周边的杂散电感引发L*(di/dt)电压(关断浪涌电压)。
(3)过电压的抑制方法
A.在IGBT中加入缓冲电路,吸收浪涌电压。缓冲电路电容采用薄膜
电容,并配置在IGBT附近,使其吸收高频浪涌电压。
B.调整IGBT的驱动电阻的-Vge和Rg,减小di/dt。
C.尽量将电解电容配置在IGBT的附近,减小杂散电感,使用低阻抗的电容效果更佳。
D.主电路和缓冲电路配线要更短,更粗,在配线中使用铜条或双绞线具有良好的效果。
E.箝位C与G之间的电压。
(4)缓冲电路的分类
A.个别缓冲电路
RC缓冲电路、充放电型RCD缓冲电路、放电阻止型RCD缓冲电路
B.集中缓冲电路
C.缓冲电路、RCD缓冲电路
(5)缓冲电路的分类
A.个别缓冲电路
B.集中缓冲电路