IGBT短路与过电压保护设计策略

本章节主要讨论的是IGBT保护电路的设计方法，针对IGBT在电力电子设备中的关键角色，确保其在遇到极端条件时能够安全可靠地工作。保护电路设计主要包括两个核心部分：短路（过电流）保护和过电压保护。 1. 短路（过电流）保护： - 短路耐受能力是IGBT在短路条件下能承受的最大电流，直到达到破坏点的时间。例如，VCC600V系列的IGBT在Ed（电源电压）为400V时，短路耐受能力至少为10微秒。短路耐受能力受电源电压、温度等因素影响，设计时需考虑这些限制。 - 短路模式包括支路短路（晶体管或二极管损坏）、串联支路短路（控制电路故障）和输出/接地短路（人为错误或绝缘破坏）。设计时需针对不同的短路类型采取相应的保护措施。 - 为了实现快速而不会对IGBT造成过大冲击的保护，过电流检测器的延迟时间需要设计得尽可能短，并采用柔性关断技术，避免因关断过程中电压突变导致IGBT的过电压破坏。 2. 过电压保护： - 在过电流保护的同时，还需要防止IGBT因瞬间的电压异常而受损。这涉及到对IGBT关断时间的精确控制，以及选择适当的过电压检测器来实时监测电压变化。 - 图5-2展示了过电流检测器的典型插入方法，列举了不同检测方法的特点和适用范围，以便于设计师根据具体应用选择合适的保护策略。 设计IGBT保护电路时，需要综合考虑IGBT的电气特性、环境条件以及可能遇到的各种故障模式，以确保在最短时间内响应并有效地保护IGBT元件，从而保证整个系统的稳定性和可靠性。此外，电路设计者还需遵循制造商提供的参数指导和推荐的最佳实践，以避免不必要的损害和性能损失。