一种新型的 IGBT 短路保护电路的设计
固态电源的基本任务是安全、可靠地为负载提供所需的电能。对电
子设备而言,电源是其核心部件。负载除要求电源能供应高质量的输出
电压外,还对供电系统的可靠性等提出更高的要求。
IGBT 是一种目前被广泛使用的具有自关断能力的器件,开关频率高,
广泛应用于各类固态电源中。但如果控制不当,它很容易损坏。一般认
为 IGBT 损坏的主要原因有两种:一是 IGBT 退出饱和区而进入了放大区
使得开关损耗增大;二是 IGBT 发生短路,产生很大的瞬态电流,从而使
IGBT 损坏。IGBT 的保护通常采用快速自保护的办法 即当故障发生时,
关断 IGBT 驱动电路,在驱动电路中实现退饱和保护;或者当发生短路时,
快速地关断 IGBT。根据监测对象的不同 IGBT 的短路保护可分为 Uge 监
测法或 Uce 监测法 二者原理基本相似,都是利用集电极电流 IC 升高
时 Uge 或 Uce 也会升高这一现象。当 Uge 或 Uce 超过 Uge sat 或 Uce sat
时,就自动关断 IGBT 的驱动电路。由于 Uge 在发生故障时基本不变,
而 Uce 的变化较大,并且当退饱和发生时 Uge 变化也小难以掌握,因而
在实践中一般采用 Uce 监测技术来对 IGBT 进行保护。本文研究的 IGBT
保护电路,是通过对 IGBT 导通时的管压降 Uce 进行监测来实现对 IGBT
的保护。
采用本文介绍的 IGBT 短路保护电路可以实现快速保护,同时又可
以节省检测短路电流所需的霍尔电流传感器,降低整个系统的成本。实
践证明,该电路有比较大的实用价值,尤其是在低直流母线电压的应用