IGBT模塊對不間斷電源技術提供了技術保證，正在成為不間斷電源技術中的主流技術。在IGBT模塊電源技術中，對于電路的保護是非常必要的。本文就將對IGBT保護電路中的過流保護進行全面地講解.
過流保護
生產廠家對IGBT提供的安全工作區有嚴格的限制條件，且IGBT承受過電流的時間僅為幾微秒(SCR、GTR等器件承受過流時間為幾十微秒)，耐過流量小，因此使用IGBT首要注意的是過流保護。產生過流的原因大致有：晶體管或二極管損壞、控制與驅動電路故障或干擾等引起誤動、輸出線接錯或絕緣損壞等形成短路、輸出端對地短路與電機絕緣損壞、逆變橋的橋臂短路等。
對IGBT的過流檢測保護分兩種情況：
(1)驅動電路中無保護功能。這時在主電路中要設置過流檢測器件。對于小容量變頻器，一般是把電阻R直接串接在主電路中，如圖1(a)所示，通過電阻兩端的電壓來反映電流的大小;對于大中容量變頻器，因電流大，需用電流互感器TA(如霍爾傳感器等)。電流互感器所接位置：一是像串電阻那樣串接在主回路中，如圖1(a)中的虛線所示;二是串接在每個IGBT上，如圖1(b)所示。前者只用一個電流互感器檢測流過IGBT的總電流，經濟簡單，但檢測精度較差;后者直接反映每個IGBT的電流，測量精度高，但需6個電流互感器。過電流檢測出來的電流信號，經光耦管向控制電路輸出封鎖信號，從而關斷IGBT的觸發，實現過流保護。
圖1 IGBT的過流檢測
(2)驅動電路中設有保護功能。如日本英達公司的HR065、富士電機的EXB840～844、三菱公司的M57962L等，是集驅動與保護功能于一體的集成電路(稱為混合驅動模塊)，其電流檢測是利用在某一正向柵壓Uge下，正向導通管壓降Uce(ON)與集電極電流Ie成正比的特性，通過檢測Uce(ON)的大小來判斷Ie的大小，產品的可靠性高。不同型號的混合驅動模塊，其輸出能力、開關速度與du/dt的承受能力不同，使用時要根據實際情況恰當選用。
由于混合驅動模塊本身的過流保護臨界電壓動作值是固定的(一般為7～10V)，因而存在著一個與IGBT配合的問題。通常采用的方法是調整串聯在IGBT集電極與驅動模塊之間的二極管V的個數，如圖2(a)所示，使這些二極管的通態壓降之和等于或略大于驅動模塊過流保護動作電壓與IGBT的通態飽和壓降Uce(ON)之差。
圖2 混合驅動模塊與IGBT過流保護的配合
上述用改變二極管的個數來調整過流保護動作點的方法，雖然簡單實用，但精度不高。這是因為每個二極管的通態壓降為固定值，使得驅動模塊與IGBT集電極c之間的電壓不能連續可調。在實際工作中，改進方法有兩種：
(1)改變二極管的型號與個數相結合。例如，IGBT的通態飽和壓降為2.65V，驅動模塊過流保護臨界動作電壓值為7.84V時，那么整個二極管上的通態壓降之和應為7.84-2.65=5.19V，此時選用7個硅二極管與1個鍺二極管串聯，其通態壓降之和為0.7×7+0.3×1=5.20V(硅管視為0.7V，鍺管視為0.3V)，則能較好地實現配合(2)二極管與電阻相結合。由于二極管通態壓降的差異性，上述改進方法很難精確設定IGBT過流保護的臨界動作電壓值如果用電阻取代1～2個二極管，如圖2(b)，則可做到精確配合。
另外，由于同一橋臂上的兩個IGBT的控制信號重疊或開關器件本身延時過長等原因，使上下兩個IGBT直通，橋臂短路，此時電流的上升率和浪涌沖擊電流都很大，極易損壞IGBT為此，還可以設置橋臂互鎖保護，如圖3所示。圖中用兩個與門對同一橋臂上的兩個IGBT的驅動信號進行互鎖，使每個IGBT的工作狀態都互為另一個IGBT驅動信號可否通過的制約條件，只有在一個$IGBT被確認關斷后，另一個IGBT才能導通，這樣嚴格防止了臂橋短路引起過流情況的出現。
圖3 IGBT橋臂直通短路保護
在IGBT模塊中對電路的過流保護是非常必要的，因為IGBT的耐過流與耐過壓能力比較差，所以只要出現意外就有可能對整體電路造成傷害，從而導致時間與成本的浪費，因此非常有必要對IGBT進行有效的保護來規避這種情況。
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