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      IGBT的保護設計

      作者: 時間:2011-02-26 來源:網(wǎng)絡 收藏

      本文引用地址:http://www.biyoush.com/article/179647.htm

      2.3.1 用電阻或電流互感器檢測過流進行保護

      如圖5(a)及圖5(b)所示,可以用電阻或電流互感器與IGBT串聯(lián),檢測流過IGBT集電極的電流。當有過流情況發(fā)生時,控制執(zhí)行機構斷開IGBT的輸入,達到保護IGBT的目的。

      2.3.2 由IGBT的VCE(sat)檢測過流進行保護

      如圖5(c)所示,因VCE(sat)=IcRCE(sat),當Ic增大時,VCE(sat)也隨之增大,若柵極電壓為高電平,而VCE為高,則此時就有過流情況發(fā)生,此時與門輸出高電平,將過流信號輸出,控制執(zhí)行機構斷開IGBT的輸入,保護IGBT。

      2.3.3 檢測負載電流進行保護

      此方法與圖5(a)中的檢測方法基本相同,但圖5(a)屬直接法,此屬間接法,如圖5(d)所示。若負載短路或負載電流加大時,也可能使前級的IGBT的集電極電流增大,導致IGBT損壞。由負載處(或IGBT的后一級電路)檢測到異常后,控制執(zhí)行機構切斷IGBT的輸入,達到保護的目的。

      (a)用電阻檢測過流 (b)用電流互感器檢測過流

      (c)由VCE(sat)檢測過流 (d)通過負載電流檢測過流

      圖5 集電極過流保護電路

      2.4 過熱保護

      一般情況下流過IGBT的電流較大,開關頻率較高,故而器件的損耗也比較大,如果熱量不能及時散掉,使得器件的結溫Tj超過Tjmax,則IGBT可能損壞。

      IGBT的功耗包括穩(wěn)態(tài)功耗和動態(tài)動耗,其動態(tài)功耗又包括開通功耗和關斷功耗。在進行熱設計時,不僅要保證其在正常工作時能夠充分散熱,而且還要保證其在發(fā)生短時過載時,IGBT的結溫也不超過Tjmax

      當然,受設備的體積和重量等的限制以及性價比的考慮,散熱系統(tǒng)也不可能無限制地擴大??稍诳拷麵GBT處加裝一溫度繼電器等,檢測IGBT的工作溫度??刂茍?zhí)行機構在發(fā)生異常時切斷IGBT的輸入,保護其安全。

      除此之外,將IGBT往散熱器上安裝固定時應注意以下事項:

      ——由于熱阻隨IGBT安裝位置的不同而不同,因此,若在散熱器上僅安裝一個IGBT時,應將其安裝在正中間,以便使得熱阻最?。划斠惭b幾個IGBT時,應根據(jù)每個IGBT的發(fā)熱情況留出相應的空間;

      ——使用帶紋路的散熱器時,應將IGBT較寬的方向順著散熱器的紋路,以減少散熱器的變形;

      ——散熱器的安裝表面光潔度應≤10μm,如果散熱器的表面不平,將大大增加散熱器與器件的接觸熱阻,甚至在IGBT的管芯和管殼之間的襯底上產(chǎn)生很大的張力,損壞IGBT的絕緣層;

      ——為了減少接觸熱阻,最好在散熱器與

      IGBT模塊間涂抹導熱硅脂。

      3 結語

      在應用IGBT時應根據(jù)實際情況,采取相應的保護措施。只要在過壓、過流、過熱等幾個方面都采取有效的保護措施后,在實際應用中均能夠取得良好的效果,保證IGBT安全可靠地工作。


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