igbt模块元件保护的几个方式和优缺点

2022-03-02


在传动装置系统中,进、出线主回路通常都设有霍尔ct,用在检测主回路电流,并利用主控板的硬件和软件来处置、辨别过流情况。倘若出现重故障跳闸信息,便要迅速封锁脉冲,保护igbt模块元器件。其优势是对负载导致的过流保护作用比较明显,但缺陷是过流检出到脉冲封锁的过程时间太长,要几个毫秒,并且直流回路的短路也保护不了(实际系统中没有直流回路电流检测ct)。所以,仅靠该保护方式显然没法满足igbt模块保护的实际要求。

因此,还需要采用其它的快速检测办法。现阶段较常用的办法有下列几类:

1、IGBTvce电压监测法

这是比较常见的办法。借助集电极电流ic上升时vge或vce也会上升的1种现象,当vge或vce超出设置允许值时,输出信号去封锁igbt模块的脉冲。因为vge在出现故障时变动较小,很难掌握,通常较少使用。而vce的变动较大,所以实际中一般常常选用vce监测法来对igbt模块完成保护。这一方法的优势是检测灵敏,动作迅速,高效地规避了并接回路igbt模块大面积毁坏。

但这一办法的缺陷也比较明显:要配线,将每个igbt模块的集电极与发射极间的电压信号引入脉冲驱动板。

另外因为igbt模块关断时,集电极与发射极间的电压比较高,要提升脉冲放大板相应的绝缘与电位隔离措施。图1是借助检测集电极与发射极间电压vce对igbt模块完成保护的1个例子。
图1:vce电压监测和保护的工作原理

2、igbt模块门极电压fb监控法

借助监控igbt模块元器件的门极电压vge来判定igbt模块元器件是不是毁坏。一经判定出igbt模块元器件毁坏,立即快速封锁传动装置中的全部igbt模块元器件,其工作原理如图2所显示。这一办法的优势是构造简单,比较实用。缺陷是唯有当某一igbt模块毁坏时才可以判定出,对通常的过流不起作用。而且,因为igbt模块毁坏短路时,因为放大板上电容的作用,门极电压vce变化缓慢,通常要通过1ms左右的延迟才可以正确判定和封锁脉冲,如图3所显示。在这期间,并接回路大量igbt模块就会受到损失,扩大了故障范围。
图2:门极电压检测和保护原理图
图3:igbt模块毁坏时门极电压变动及检出

以上就是传承电子对igbt模块元件保护的几个方式和优缺点的介绍,传承电子是一家以电力电子为专业领域的功率半导体模块制造商,为众多的企业公司提供功率半导体模块的定制、生产和加工,同时还给众多公司提供来料代工或贴牌加工业务。主要产品为各种封装形式的绝缘式和非绝缘式功率半导体模块、各种标准和非标准的功率半导体模块等。

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