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IGBT、MOSFET的过电流保护资料下载
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2018-03-18
柏油猪润
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目前，功率模块正朝着集成化、智能化和模块化的方向发展。功率模块为机电一体化设备中弱电与强电的连接提供了理想的接口。
在任何运行状态下，功率模块都需要受到保护，以避免其承受不允许的电流应力，也就是说，避免功率模块的运行区超出所给定的安全工作区。
超出安全工作区运行将导致功率模块受损伤，其寿命会由此而缩短。情况严重时还会立刻导致功率模块的损坏。
因此，最重要的是先检测出临界的电流状态和故障，然后再去恰当地响应它们。
本文的叙述主要是针对IGBT的过电流保护，但是，也可以类推应用到功率MOSFET。
1 故障电流的种类
故障电流是指超过安全工作区的集电极或漏极电流。它可以由错误的控制或负载引起。
故障电流可通过以下机理导致功率半导体的损坏；
1)由高功率损耗导致的热损坏；
2)动态雪崩击穿；
3)静态或动态的擎住效应；
4)由过电流引起的过电压。
故障电流可进一步划分为过电流、短路电流及对地故障电流。
1.1 过电流
特征：
1)集电极电流的di／dt低(取决于负载电感和驱动电压)；
2)故障电流通过直流母线形成回路；
3)功率模块没有离开饱和区。
起因：
1)负载阻抗降低；
2)逆变器控制出错。
1.2 短路电流
特征：
1)集电极电流急剧上升；
2)故障电流通过直流母线形成回路；
3)功率模块脱离饱和区。
起因：
1)桥臂直通短路(图l中的情况1)
一一由于功率模块失效而引起；
一一由于错误的驱动信号而引起。
2)负载短路电流(图l中的情况2)
一一由于绝缘失效而引起；
一一由于人为的失误而引起(例如误接线)。
在任何运行状态下，功率模块都需要受到保护，以避免其承受不允许的电流应力，也就是说，避免功率模块的运行区超出所给定的安全工作区。
超出安全工作区运行将导致功率模块受损伤，其寿命会由此而缩短。情况严重时还会立刻导致功率模块的损坏。
因此，最重要的是先检测出临界的电流状态和故障，然后再去恰当地响应它们。
本文的叙述主要是针对IGBT的过电流保护，但是，也可以类推应用到功率MOSFET。
1 故障电流的种类
故障电流是指超过安全工作区的集电极或漏极电流。它可以由错误的控制或负载引起。
故障电流可通过以下机理导致功率半导体的损坏；
1)由高功率损耗导致的热损坏；
2)动态雪崩击穿；
3)静态或动态的擎住效应；
4)由过电流引起的过电压。
故障电流可进一步划分为过电流、短路电流及对地故障电流。
1.1 过电流
特征：
1)集电极电流的di／dt低(取决于负载电感和驱动电压)；
2)故障电流通过直流母线形成回路；
3)功率模块没有离开饱和区。
起因：
1)负载阻抗降低；
2)逆变器控制出错。
1.2 短路电流
特征：
1)集电极电流急剧上升；
2)故障电流通过直流母线形成回路；
3)功率模块脱离饱和区。
起因：
1)桥臂直通短路(图l中的情况1)
一一由于功率模块失效而引起；
一一由于错误的驱动信号而引起。
2)负载短路电流(图l中的情况2)
一一由于绝缘失效而引起；
一一由于人为的失误而引起(例如误接线)。
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195470880
2018-03-29
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