詳談IGBT模塊在應(yīng)用中的保護(hù)措施
1、集電極與發(fā)射極間的過(guò)壓保護(hù)：
1）直流過(guò)壓產(chǎn)生的原因是由于前一級(jí)輸入發(fā)生異常：解決的辦法是在選取IGBT時(shí)，進(jìn)行降額設(shè)計(jì)，另外，可在檢測(cè)出這一過(guò)壓時(shí)分?jǐn)郔GBT的輸入，保證IGBT的安全。
2）浪涌電壓的保護(hù)因?yàn)殡娐分蟹植茧姼械拇嬖?，加之IGBT的開(kāi)關(guān)速度較高，當(dāng)IGBT關(guān)斷時(shí)及與之并接的反向恢復(fù)二極管逆向恢復(fù)時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生很大的浪涌電壓Ldi/dt。如果VCESP超出IGBT的集電極-發(fā)射極間耐壓值VCES，就可能損壞IGBT。當(dāng)遇到這個(gè)問(wèn)題時(shí)，可以采取以下方法解決：在選取IGBT時(shí)考慮設(shè)計(jì)裕量；在電路設(shè)計(jì)時(shí)調(diào)整IGBT驅(qū)動(dòng)電路的Rg，使di/dt盡可能小；盡量將電解電容靠近IGBT安裝，以減小分布電感；根據(jù)情況加裝緩沖保護(hù)電路，旁路高頻浪涌電壓。
2、IGBT柵極的保護(hù)：
IGBT的柵極-發(fā)射極驅(qū)動(dòng)電壓VGE的保證值為±20V，如果超出保證值的電壓，則可能會(huì)損壞IGBT，因此，在IGBT的驅(qū)動(dòng)電路中設(shè)置柵壓限幅電路。另外，若IGBT的柵極與發(fā)射極間開(kāi)路，由于柵極與集電極和發(fā)射極之間寄生電容的存在，使得柵極電位升高，集電極-發(fā)射極有電流流過(guò)。這時(shí)若集電極和發(fā)射極間處于高壓狀態(tài)時(shí)，可能會(huì)使IGBT發(fā)熱甚至損壞。為防止此類情況發(fā)生，應(yīng)在IGBT的柵極與發(fā)射極間并接一只幾十kΩ的電阻，此電阻應(yīng)盡量靠近柵極與發(fā)射極。
1）在需要用手接觸IGBT前，必須接觸時(shí)要保證此時(shí)人體上所帶的靜電已全部放掉；
2）在焊接作業(yè)時(shí)，為了防止靜電可能損壞IGBT，焊機(jī)一定要可靠地接地。
3、集電極電流過(guò)流保護(hù)：
1）用電阻或電流互感器檢測(cè)過(guò)流進(jìn)行保護(hù)：可以用電阻或電流互感器與IGBT串聯(lián)，檢測(cè)流過(guò)IGBT集電極的電流。當(dāng)有過(guò)流情況發(fā)生時(shí)，控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)斷開(kāi)IGBT的輸入，達(dá)到保護(hù)IGBT的目的。
2）由IGBT的VCE(sat)檢測(cè)過(guò)流進(jìn)行保護(hù)：因VCE(sat)=IcRCE(sat)，當(dāng)Ic增大時(shí)，VCE(sat)也隨之增大，若柵極電壓為高電平，而VCE為高，則此時(shí)就有過(guò)流情況發(fā)生，此時(shí)與門輸出高電平，將過(guò)流信號(hào)輸出，控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)斷開(kāi)IGBT的輸入，保護(hù)IGBT。
3）檢測(cè)負(fù)載電流進(jìn)行保護(hù)：若負(fù)載短路或負(fù)載電流加大時(shí)，也可能使前級(jí)的IGBT的集電極電流增大，導(dǎo)致IGBT損壞。由負(fù)載處(或IGBT的后一級(jí)電路)檢測(cè)到異常后，控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)切斷IGBT的輸入。
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