IGBT过电流保护电路
发布时间:2013/5/29 20:17:52 访问次数:4250
将IGBT用于电力EC2-12NU变换器时,应采取保护措施以防损坏器件,常用的保护措施如下。
(1)通过检出的过电流信号切断门极控制信号,实现过电流保护;
(2)利用缓冲电路抑制过电压并限制过量的du/出;
(3)利用温度传感器检测IGBT的壳温,当超过允许温度时主电路跳闸,实现过热保护。
下面简单介绍三种保护电路。
如图9-11所示是一种实用的IGBT过电流保护电路,由图可知,漏极电压与门极驱动信号相“与”后输出过电流信号,将此过电流信号反馈至主控电路切断门极信号,以保护IGBT不受损坏。
图9-11 IGBT过电流保护电路(一)
如图9-12所示为另一种实用的IGBT过电流保护电路。当IGBT的漏极电流小于限流阀值时,比较器同相端电位低于反相端电位,其输出为低电平,VT3关断,当驱动信号为高电平时,VT2导通,驱动信号使IGBT导通;当驱动信号由高电平变为低电平时,VT2的寄生二极管导通,驱动信号将IGBT关断。这时IGBT仅受驱动信号控制。
当导通的IGBT源极电流超过限流阀值,电流经电流互感器T、二极管VD3在电阻R5上产生的压降传送到比较器同相端,其屯位将超过反相端电位,比较器输出由低电平翻转到高电平,VT1导通迅速泄放VT2的栅极电荷,VT2迅速关断,阻断了驱动信号传送到IGBT的门极;同时VT1驱动VT2迅速导通,将IGBT的门极电荷迅速泄放,使IGBT关断;正反馈电阻R2使比较器在IGBT电流被关断后保持输出高电平,以确保IGBT在本次开关周期内不再导通。当驱动信号由高电平变为低电平,比较器输出端随之变为低电平,同相端电位下降并低于反相端电位,过电流保护电路复位,为下一个开关周期的正常运行和过电流保护做好准备。当驱动信号再次变为高电平时,经导通的VT2驱动IGBT导通,如IGBT的源极电流不超过限流阀值则过电流保护电路不动作;如电流超过限流阀值,则过电流保护电路动作将IGBT再次关断。这样过电流保护电路实现了逐个脉冲电流限制。电流的限流阀值可通过调整电阻足任意设置,由于采用了逐个脉冲电流限制,可将限流阀值设置在最大工作电流的1.1倍,这样既可确保IGBT在任何负载状态下电流被限制在限流阀值内,又不影响电路正常工作,因此具有较高的可靠性。
第三种电路就是浪涌电压吸收电路,图9-13所汞为典型的浪涌电压吸收电路。如图9-13 (a)所示是最简单的浪涌电压吸收电路,只是在直流端子间接入小容量电容而已。
将IGBT用于电力EC2-12NU变换器时,应采取保护措施以防损坏器件,常用的保护措施如下。
(1)通过检出的过电流信号切断门极控制信号,实现过电流保护;
(2)利用缓冲电路抑制过电压并限制过量的du/出;
(3)利用温度传感器检测IGBT的壳温,当超过允许温度时主电路跳闸,实现过热保护。
下面简单介绍三种保护电路。
如图9-11所示是一种实用的IGBT过电流保护电路,由图可知,漏极电压与门极驱动信号相“与”后输出过电流信号,将此过电流信号反馈至主控电路切断门极信号,以保护IGBT不受损坏。
图9-11 IGBT过电流保护电路(一)
如图9-12所示为另一种实用的IGBT过电流保护电路。当IGBT的漏极电流小于限流阀值时,比较器同相端电位低于反相端电位,其输出为低电平,VT3关断,当驱动信号为高电平时,VT2导通,驱动信号使IGBT导通;当驱动信号由高电平变为低电平时,VT2的寄生二极管导通,驱动信号将IGBT关断。这时IGBT仅受驱动信号控制。
当导通的IGBT源极电流超过限流阀值,电流经电流互感器T、二极管VD3在电阻R5上产生的压降传送到比较器同相端,其屯位将超过反相端电位,比较器输出由低电平翻转到高电平,VT1导通迅速泄放VT2的栅极电荷,VT2迅速关断,阻断了驱动信号传送到IGBT的门极;同时VT1驱动VT2迅速导通,将IGBT的门极电荷迅速泄放,使IGBT关断;正反馈电阻R2使比较器在IGBT电流被关断后保持输出高电平,以确保IGBT在本次开关周期内不再导通。当驱动信号由高电平变为低电平,比较器输出端随之变为低电平,同相端电位下降并低于反相端电位,过电流保护电路复位,为下一个开关周期的正常运行和过电流保护做好准备。当驱动信号再次变为高电平时,经导通的VT2驱动IGBT导通,如IGBT的源极电流不超过限流阀值则过电流保护电路不动作;如电流超过限流阀值,则过电流保护电路动作将IGBT再次关断。这样过电流保护电路实现了逐个脉冲电流限制。电流的限流阀值可通过调整电阻足任意设置,由于采用了逐个脉冲电流限制,可将限流阀值设置在最大工作电流的1.1倍,这样既可确保IGBT在任何负载状态下电流被限制在限流阀值内,又不影响电路正常工作,因此具有较高的可靠性。
第三种电路就是浪涌电压吸收电路,图9-13所汞为典型的浪涌电压吸收电路。如图9-13 (a)所示是最简单的浪涌电压吸收电路,只是在直流端子间接入小容量电容而已。
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