igbt模块的过压保护线路

2021-03-29

igbt模块在由导通情况关断时,电流Ic忽然变小,鉴于线路中的杂散电感与负载电感的作用,将在igbt模块的c、e两边形成很高的浪涌尖峰电压uce=Ldic/dt,加上igbt模块的耐过压能力较弱,如此便会使igbt模块击穿,所以,其过压保护也是极为关键的。过压保护能从下列几个层面实现:

(1)尽量减少线路中的杂散电感。做为模块设计制作者而言,要提升模块内部构造(如选择分层线路、缩减有效线路面积等),缩减寄生电感,做为使用者而言,要提升主线路构造(选择分层布线、尽可能减少连接线等),缩减杂散电感。此外,在整体线路上多加一点低阻低感的退耦电容,进一步缩减线路电感。所有这些,针对直接缩减igbt模块的关断过电压均有不错的效果。
图4

(2)选择吸收线路。吸收线路的作用是:当igbt模块关断时,吸收电感中放出的能量,以减少关断过电压。常见的吸收线路有2种,如图4所示。当中(a)图为充放电吸收线路,(b)图为钳位式吸收线路。针对线路中元器件的选择,在实际工作中,电容c选择高频低感圈绕聚乙烯或聚丙烯电容,也可选择陶瓷电容,容量为2F左右。电容量选择大一点,对浪涌尖峰电压的抑止好一点,但过大会受到放电时间的限制。电阻R选择氧化膜无感电阻,其阻值的确定要符合放电时间显著小于主线路开关周期的需求,可按R≤T/6C计算,T为主线路的开关周期。二极管V应选用正向过渡电压低、逆向恢复时间短的软特性缓冲二极管。

(3)适度增加栅极电阻Rg。实践证明,Rg增加,使igbt模块的开关速度减慢,能显著缩减开关过电压尖峰,但对应的增加了开关损耗,使igbt模块发热增多,要配合进行过热保护。Rg阻值的选择准则是:在开关损耗不过大的情况下,尽可能选择较大的电阻,实际工作中按Rg=3000/Ic选取。
图5

除去上述缩减c、e之间的过电压以外,为避免栅极电荷累积、栅源电压发生尖峰损坏igbt模块,可在g、e之间安装一点保护元器件,线路如图5所示。电阻R的作用是使栅极累积电荷泄放,其阻值可取4.7kΩ;2个反向串联的稳压二极管V1、V2。是为了避免栅源电压尖峰损坏igbt模块。

【推荐阅读】
igbt模块的过流保护线路设计
以上就是传承电子设计师"igbt模块的过压保护线路"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。

关注微信公众号,了解更多资讯