IGBT的短路保护和过流保护

IGBT保护的问题

现在只总结IGBT驱动电路和驱动芯片能保护到的IGBT的项。
1.Vce过压
2.Vge过压
3.短路保护
4.过高的di/dt

主要是看一下短路保护和过流保护
短路的定义
1.桥臂内短路（直通）命名为一类短路；
2.桥臂间短路（大电感短路）命名为二类短路，可以使用霍尔检测，格局电流变化率来判定。

IGBT发生短路时，描述短路电流的数学表达式如下这是个线性方程，它表示，在短路发生时，电流的绝对值与电压，回路中的电感量，及整个过程持续的时间有关系。

绝大部分的短路，母线电压都是在额定点的，影响短路电流的主要因素是“短路回路中的电感量”。因此对短路行为进行分类定义时，短路回路中的电感量是主要的分类依据。
如果短路回路中的电感量在继续增大，那么电流变化率就变得更低，此时就不是短路了，变成“过流”了。这时候需要电流传感器或者特定的电路来感知电流的绝对数值，从而进行“过流保护”。通常驱动芯片只能进行短路保护，不能进行过流保护。短路保护和过流保护是两个不一样的概念。

短路保护原理：
短路保护，desat保护又叫退饱和保护。
1.如下图是一款驱动芯片内部的原理框图

其原理是：（1）当IGBT关断时，T1导通，电流源1被T1旁路，Ca的点位被钳位到低位，比较器不翻转；
（2）当IGBT进入开通过程中，T1截止，IGBT进入饱和导通，电流源1流过Rm，Dm及IGBT形成回路，比较器不翻转；
（3）当IGBT出现短路时，会退出饱和区，Vce快速上升直至母线电压，Dm马上截止，电流源1则向 Ca充电，Ca的点位线性上升，达到门槛时比较器翻转。
短路保护其实是驱动芯片监测的 Vce之间的压降。可以参考数据手册得知desat设定的阈值,Vce达到这个阈值就开始进行短路保护动作。

IGBT发生短路时，电流上升至4倍额定电流以上，最终IGBT是要将这个电流关断掉的，这时的电流数值比平常工作的电流高了许多，所以此时的电压尖峰也是非常高的。所以为了防止高的电压尖峰损坏IGBT，还需要引入有源钳位电路吸收掉此时的高电压尖峰。

过流保护：
IGBT过流是回路电感较大，电流爬升缓慢（相较于短路），IGBT不会发生退饱和现象，所以需要靠电流传感器来感知电流的数值，对系统进行保护。

除了通过电流传感器来采集电流之外，和可以在驱动电路中引入过流检测电路。Di/dt检测，Vce饱和压降检测都可以检测过流。
电流传感器检测主要采用闭环霍尔电流传感器进行采样，受限于霍尔传感器的频带宽度及控制采样电路的延迟，实时性可能还有待提高；di/dt检测主要是依据IGBT的功率E级和驱动E级之间的寄生电感来判断电流的大小，而此电感参数并不容易测量；Vce饱和压降检测可采用IGBT驱动芯片的去饱和Desat检测功能。
原理图如下图：
D5为低温漂型电压比较器LM2903。通过调整Ｒ1、Ｒ2的阻值可在 D5的 2 脚端得到
需要的阈值电压 Vth。IGBT 正常工作时，D5的 3 脚端电压低于 Vth，比较器输出为低电平，由于比较器输出为三极管 OC 门输出，DESAT 端电压箝位在约 0 V 的低电平，无过流故障发生; 当 IGBT 的 VCE因过流上升，D5的 3 脚电压高于 Vth时，比较器翻转输出高电平，OC 门关断，DESAT 端电压上升到 + 15 V，超过芯片内部的 6. 5 V 比较门限，过流故障发生。

采用电压基准源 TL431 和电压比较器 LM2903 的过流保护电路可根据 IGBT 的不同调整Ｒ1、Ｒ2的阻值，生产调试较为方便。

IGBT的短路保护和过流保护相关推荐

IGBT的驱动和过流保护电路的研究
IGBT的驱动和过流保护电路的研究 1 引言绝缘栅双极晶体管(Insulated Gate Bipolar Tramistor,IGBT)是MOSFET与GTR的复合器件,因此,它既具有MOSFET ...
IGBT与MOS管的区别，IGBT与可控硅的区别，IGBT驱动电路设计
目录 IGBT和MOS管的区别: IGBT和可控硅的区别: IGBT驱动电路设计: 1.IGBT驱动电路的设计 2.IGBT驱动器的选择 3.IGBT驱动电路的设计 IGBT和MOS管的区别: IIG ...
IGBT选型和设计注意事项
认识IGBT IGBT(绝缘栅双极型晶体管)是由(BJT)双极型三极管和绝缘栅型场效应管(MOS)组成的复合全控型电压驱动式功率半导体器件, 兼有(MOSFET)金氧半场效晶体管的高输入阻抗和电力晶体 ...
4个mos管驱动的全桥电路原理_逆变电源中的三种保护电路讲解
电路中经常会通过较大的电流,这就造成了电路中存在很多不确定的因素.为了避免这些因素对电路或者重要器件的损伤,保护电路应运而生.保护电路在逆变电源这种经常需要进行电流转换的器件中显得尤为重要.本篇文章就 ...
【嵌入式--伺服电机】无刷电机FOC驱动基本原理与设计
系列文章目录提示:这里可以添加系列文章的所有文章的目录,目录需要自己手动添加 TODO:写完再整理文章目录系列文章目录前言一.无刷直流电机FOC原理[重点] 1.无刷直流电机的特点 2.无刷 ...
三相全控tc787触发电路_开关电源常用的几种保护电路
为使开关电源在恶劣环境及突发故障状况下安全可靠,提出了几种实用的保护电路,并对电路的工作原理进行了详尽分析. 1.引言评价开关电源的质量指标应该是以安全性.可靠性为第一原则.在电气技术指标满足正常使 ...
GC8837 DFN8 12V直流电机驱动芯片完美替代TI DRV8837
GC8837是一款12V直流电机驱动芯片,为摄像机.消费类产品.玩具和其他低压或者电池供电的运动控制类应用提供了集成的电机驱动解决方案.芯片一般用了驱动一个直流电机或者使用两颗来驱动步进电机. GC8 ...
汽车ABS控制器设计及车身稳定算法研究笔记（二）——ABS控制器硬件设计及调试
2019.10.8 ❤ 为了提高效率(为了应付中期...),首先从硬件设计上来突破. 2019.10.12 ❤ 下面先把在总体思路里面确定的需求及机构分析搬过来〇需求及结构分析1.能够通过CAN总 ...
理解热插拔技术：热插拔保护电路设计过程实例
服务器.网络交换机.冗余存储磁盘阵列(RAID),以及其它形式的通信基础设施等高可用性系统,需要在整个使用生命周期内具有接近零的停机率.如果这种系统的一个部件发生了故障或是需要升级,它必须在不中断系 ...

IGBT的短路保护和过流保护

IGBT的短路保护和过流保护相关推荐

最新文章

热门文章