变频电源驱动电路中IGBT的过热保护

 

　　变频电源在正常工作情况下流过IGBT的电流较大，开关频率较高，故而器件的损耗也比较大，如果热量不能及时散掉，使得器件的结温Tj超过Tjmax，则可能造成IGBT损坏。

　　IGBT的功耗包括稳态功耗和动态动耗，其动态功耗又包括开通功耗和关断功耗。在进行热设计时，不仅要保证其在正常工作时能够充分散热，而且还要保证其在发生短时过载时，IGBT的结温也不超过Tjmax。

　　当然，受设备的体积和重量等的限制以及性价比等因素，IGBT的散热系统也不可能无限制地扩大。可在靠近IGBT处加装一温度继电器等，检测IGBT的工作温度。检测电路在检测到发生异常时有控制电路发出关断IGBT的指令，以保护IGBT。

在IGBT上安装和固定散热器时应注意以下事项：

　　(1)由于热阻随IGBT安装位置的不同而不同，因此，若在散热器上仅安装一个IGBT时，应将其安装在正中间，以便使得热阻最小；当要安装几个IGBT时，应根据每个IGBT的发热情况留出相应的空间。

　　(2)使用带纹路的散热器时，应将IGBT较宽的方向顺着散热器的纹路，以减少散热器的变形。

　　(3)散热器的安装表面光洁度应≤10μm，如果散热器的表面不平，将大大增加散热器与器件的接触热阻，甚至在IGBT的管芯和管壳之间的衬底上产生很大的张力，损坏ICBT的绝缘层。

　　(4)为了减少接触热阻，最好在散热器与IGBT模块间涂抹导热硅脂。

　　在应用IGBT时只要在过压、过流、过热等几个方面都采取有效的保护措施后，在实际应用中均能够取得良好的效果，才能保证IGBT安全可靠地工作。

在IGBT的驱动和保护电路设计时应注意以下事项：

　　(1) IGBT由于有集电极一栅极寄生电容的密勒效应影响，能引起意外的电压尖峰损害，所以设计时应让栅极电路的阻抗足够低以尽量消除其负面影响。

　　(2)栅极串联电阻和驱动电路内阻抗对IGBT的开通过程及驱动脉冲的波形都有很大影响。所以设计时应综合考虑。

　　(3)应采用慢降栅压技术来控制故障电流的下降速率，从而抑制器件的du/dt和Uce的峰值，达到短路保护的目的。

　　(4)在工作电流较大的情况下，为了减小关断过电压，应尽量减小主电路的布线电感，吸收电容器应采用低感型。