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上海萱鴻電子科技有限公司:

代理功率半導(dǎo)體產(chǎn)品及配套器件，IGBT以及配套驅(qū)動網(wǎng)上供應(yīng)商。公司憑借多年的從業(yè)經(jīng)驗、不懈的開拓精神及良好的商業(yè)信譽，在電力電子行業(yè)樹立了良好的企業(yè)形象，同時與多家電力電子企業(yè)和上市公司長期保持著穩(wěn)定互信的合作關(guān)系，也是眾多電子廠商（富士、三菱、英飛凌、西門康，艾塞斯，尼爾，ABB，西瑪，三社、宏微等）的誠信代理商和分銷商。通過多年的實戰(zhàn)經(jīng)驗，公司積累了堅實的功率半導(dǎo)體應(yīng)用知識，為電力拖動、風(fēng)力發(fā)電、電焊機、電力機車等行業(yè)提供完善的解決方案，為客戶提供技術(shù)支持！ 代理品牌：

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工業(yè)電機驅(qū)動中的IGBT過流和短路保護(hù)注意事項

工業(yè)電機驅(qū)動的整個市場趨勢是對更高效率以及可靠性和穩(wěn)定性的要求不斷提高。功率半導(dǎo)體器件制造商不斷在導(dǎo)通損耗和開關(guān)時間上尋求突破。有關(guān)增加絕緣柵極雙極性晶體管(IGBT)導(dǎo)通損耗的一些權(quán)衡取舍是：更高的短路電流電平、更小的芯片尺寸，以及更低的熱容量和短路耐受時間。這凸顯了柵極驅(qū)動器電路以及過流檢測和保護(hù)功能的重要性。本文討論現(xiàn)代工業(yè)電機驅(qū)動中成功可靠地實現(xiàn)短路保護(hù)的問題。
　　工業(yè)環(huán)境中的短路
　　工業(yè)電機驅(qū)動器的工作環(huán)境相對惡劣，可能出現(xiàn)高溫、交流線路瞬變、機械過載、接線錯誤以及其它突發(fā)情況。其中有些事件可能會導(dǎo)致較大的過流流入電機驅(qū)動器的功率電路中。
其中：
　　1是逆變器直通。這可能是由于不正確開啟其中一條逆變器橋臂的兩個IGBT所導(dǎo)致的，而這種情況又可能是因為遭受了電磁干擾或控制器故障。它也可能是因為臂上的其中一個IGBT磨損/故障導(dǎo)致的，而正常的IGBT保持開關(guān)動作。
　　2是相對相短路。這可能是因為性能下降、溫度過高或過壓事件導(dǎo)致電機繞組之間發(fā)生絕緣擊穿所引起的。
　　3是相線對地短路。這同樣可能是因為性能下降、溫度過高或過壓事件導(dǎo)致電機繞組和電機外殼之間發(fā)生絕緣擊穿所引起的。一般而言，電機可在相對較長的時間內(nèi)(毫秒到秒，具體取決于電機尺寸和類型)吸收極高的電流；然而，IGBT——工業(yè)電機驅(qū)動逆變器級的主要部分——短路耐受時間為微秒級。
　　IGBT短路耐受能力
　　IGBT短路耐受時間與其跨導(dǎo)或增益以及IGBT芯片熱容量有關(guān)。更高的增益導(dǎo)致IGBT內(nèi)的短路電流更高，因此顯然增益較低的IGBT具有較低的短路電平。然而，較高增益同樣會導(dǎo)致較低的通態(tài)導(dǎo)通損耗，因而必須作出權(quán)衡取舍。IGBT技術(shù)的發(fā)展正在促成增加短路電流電平，但降低短路耐受時間這一趨勢。此外，技術(shù)的進(jìn)步導(dǎo)致使用芯片尺寸更小， 縮小了模塊尺寸，但降低了熱容量，以至耐受時間進(jìn)一步縮短。
　　另外，還與IGBT集電極-發(fā)射極電壓有很大關(guān)系，因而工業(yè)驅(qū)動趨向更高直流總線電壓電平的并行趨勢進(jìn)一步縮減了短路耐受時間。過去，這一時間范圍是10 μs，但近年來的趨勢是在往5 μs3以及某些條件下低至1 μs方向發(fā)展。
　　此外，不同器件的短路耐受時間也有較大的不同，因此對于IGBT保護(hù)電路而言，通常建議內(nèi)建多于額定短路耐受時間的額外裕量。
　　IGBT過流保護(hù)
　　無論出于財產(chǎn)損失還是安全方面的考量，針對過流條件的IGBT保護(hù)都是系統(tǒng)可靠性的關(guān)鍵所在。IGBT并非是一種故障安全元件，它們?nèi)舫霈F(xiàn)故障則可能導(dǎo)致直流總線電容爆炸，并使整個驅(qū)動出現(xiàn)故障。 過流保護(hù)一般通過電流測量或去飽和檢測來實現(xiàn)。圖2顯示了這些技巧。
　　對于電流測量而言，逆變器臂和相位輸出都需要諸如分流電阻等測量器件，以便應(yīng)付直通故障和電機繞組故障�？刂破骱�/或柵極驅(qū)動器中的快速執(zhí)行跳變電路必須及時關(guān)斷IGBT，防止超出短路耐受時間。這種方法的好處是它要求在每個逆變器臂上各配備兩個測量器件，并配備一切相關(guān)的信號調(diào)理和隔離電路。只需在正直流總線線路和負(fù)直流總線線路上添加分流電阻即可緩解這種情況。然而，在很多情況下，驅(qū)動架構(gòu)中要么存在臂分流電阻，要么存在相位分流電阻，以便為電流控制環(huán)路服務(wù)，并提供電機過流保護(hù)；它們同樣可能用于IGBT過流保護(hù)——前提是信號調(diào)理的響應(yīng)時間足夠快，可以在要求的短路耐受時間內(nèi)保護(hù)IGBT。