igbt模块保护线路设计中的必备难题
2021-03-29
igbt模块又称绝缘栅双极型晶体管,是由BJT(双极型三极管)和MOS(绝缘栅型场效应管)构成的复合全控型电压驱动式功率半导体元器件,具备MOSFET的高输入阻抗和GTR的低导通压降两层面的特点。GTR饱和压降低,载流密度大,但驱动电流较大;MOSFET驱动功率很小,开关速度快,但导通压降大,载流密度小。igbt模块综合了上述2种元件的特点,驱动功率小而饱和压降低。特别适合用于直流电压为600V及上述的变流系统如交流电机、变频器、开关电源、照明线路、牵引传动等领域。IGBT模块因为具备多种优良的特性,使它取得了飞速的发展和普及,已应用到电气行业的各方各面。所以熟悉IGBT模块特性,掌握选取及使用时的注意事项对具体中的使用是极为重要的。
前文用调整二极管的数量来调整过流保护动作点的方式,虽说简易实用,但精确度不高。这主要是因为每一个二极管的通态压降为固定数值,导致驱动模块与IGBT集电极c中间的电压不能连续可调。在实际工作中,改进方式有两种:
(1)调整二极管的型号与数量相结合。比如,IGBT的通态饱和压降为2.65V,驱动模块过流保护临界动作电压数值为7.84V时,那整个二极管上的通态压降之和应是7.84-2.65=5.19V,这时使用7个硅二极管与1个锗二极管串连,其通态压降之和为0.7×7+0.3×1=5.20V(硅管视为0.7V,锗管视为0.3V),则能不错地达到搭配(2)二极管与电阻相结合。因为二极管通态压降的差异性,上面改进方式难以精准设定IGBT过流保护的临界动作电压值若用电阻替代1~2个二极管,如图2(b),则可做到精准配合。
此外,因为同一桥臂上的2个IGBT的操控信号重叠或开关器件自身延迟过长等因素,使上下2个IGBT直通,桥臂短路,这时电流量的上升率和浪涌冲击电流量都很大,很容易毁坏IGBT因此,还可以设定桥臂互锁保护,如图3所显示。图上用2个与门对相同桥臂上的2个igbt模块的驱动信号实现互锁,使每一个igbt模块的工作状态都互为另1个igbt模块驱动信号能否通过的限制条件,仅有在一个igbt模块被确定关断后,另1个igbt模块才可以导通,如此严谨避免 了臂桥短路导致过流情况的发生。
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以上就是传承电子设计师"igbt模块保护线路设计中的必备难题"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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图2
此外,因为同一桥臂上的2个IGBT的操控信号重叠或开关器件自身延迟过长等因素,使上下2个IGBT直通,桥臂短路,这时电流量的上升率和浪涌冲击电流量都很大,很容易毁坏IGBT因此,还可以设定桥臂互锁保护,如图3所显示。图上用2个与门对相同桥臂上的2个igbt模块的驱动信号实现互锁,使每一个igbt模块的工作状态都互为另1个igbt模块驱动信号能否通过的限制条件,仅有在一个igbt模块被确定关断后,另1个igbt模块才可以导通,如此严谨避免 了臂桥短路导致过流情况的发生。
图3
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