igbt模塊元件保護的幾個方式和優缺點

2022-03-02


在傳動裝置系統中,進、出線主回路通常都設有霍爾ct,用在檢測主回路電流,并利用主控板的硬件和軟件來處置、辨別過流情況。倘若出現重故障跳閘信息,便要迅速封鎖脈沖,保護igbt模塊元器件。其優勢是對負載導致的過流保護作用比較明顯,但缺陷是過流檢出到脈沖封鎖的過程時間太長,要幾個毫秒,并且直流回路的短路也保護不了(實際系統中沒有直流回路電流檢測ct)。所以,僅靠該保護方式顯然沒法滿足igbt模塊保護的實際要求。

因此,還需要采用其它的快速檢測辦法?,F階段較常用的辦法有下列幾類:

1、IGBTvce電壓監測法

這是比較常見的辦法。借助集電極電流ic上升時vge或vce也會上升的1種現象,當vge或vce超出設置允許值時,輸出信號去封鎖igbt模塊的脈沖。因為vge在出現故障時變動較小,很難掌握,通常較少使用。而vce的變動較大,所以實際中一般常常選用vce監測法來對igbt模塊完成保護。這一方法的優勢是檢測靈敏,動作迅速,高效地規避了并接回路igbt模塊大面積毀壞。

但這一辦法的缺陷也比較明顯:要配線,將每個igbt模塊的集電極與發射極間的電壓信號引入脈沖驅動板。

另外因為igbt模塊關斷時,集電極與發射極間的電壓比較高,要提升脈沖放大板相應的絕緣與電位隔離措施。圖1是借助檢測集電極與發射極間電壓vce對igbt模塊完成保護的1個例子。
圖1:vce電壓監測和保護的工作原理

2、igbt模塊門極電壓fb監控法

借助監控igbt模塊元器件的門極電壓vge來判定igbt模塊元器件是不是毀壞。一經判定出igbt模塊元器件毀壞,立即快速封鎖傳動裝置中的全部igbt模塊元器件,其工作原理如圖2所顯示。這一辦法的優勢是構造簡單,比較實用。缺陷是唯有當某一igbt模塊毀壞時才可以判定出,對通常的過流不起作用。而且,因為igbt模塊毀壞短路時,因為放大板上電容的作用,門極電壓vce變化緩慢,通常要通過1ms左右的延遲才可以正確判定和封鎖脈沖,如圖3所顯示。在這期間,并接回路大量igbt模塊就會受到損失,擴大了故障范圍。
圖2:門極電壓檢測和保護原理圖
圖3:igbt模塊毀壞時門極電壓變動及檢出

以上就是傳承電子對igbt模塊元件保護的幾個方式和優缺點的介紹,傳承電子是一家以電力電子為專業領域的功率半導體模塊制造商,為眾多的企業公司提供功率半導體模塊的定制、生產和加工,同時還給眾多公司提供來料代工或貼牌加工業務。主要產品為各種封裝形式的絕緣式和非絕緣式功率半導體模塊、各種標準和非標準的功率半導體模塊等。

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