基於兩級di/dt檢測IGBT模塊短路策略

2021-01-11 OFweek維科網

　　傳統使用VCE進行短路檢測時，因需兼顧檢測一類短路和二類短路的需要，VCE需要較高的閾值，這使得驅動器只能在IGBT退飽和時的VCE快速上升階段檢測到IGBT的短路狀態。利用兩級di/dt分別檢測兩類短路，會在VCE檢測盲區時間內就檢測到兩類短路狀態。因此，無論是一類短路還是二類短路，利用兩級di/dt檢測短路的方法，通過設置合適的檢測閾值，都擁有更快的檢測速度從而最佳地保護IGBT模塊。

　　需要注意的是兩級di/dt分別檢測IGBT模塊的兩類短路需配合適當的軟關斷電路才能發揮其快速檢測IGBT模塊短路的優勢。當驅動器快速檢測到IGBT發生短路後不能立即直接關斷IGBT模塊，因為此時電流還在不斷上升，如果直接關斷IGBT模塊將會產生非常高的電壓尖峰，會危及IGBT的安全。若使用硬關斷，則需等待VCE上升至母線電壓方可動作；若使用軟關斷，可立即動作，緩慢降低門極電壓，電流會逐漸降低，此時VCE上升速率會加快，但產生的過壓會非常小。

　　3 、實驗結果與分析

　　為驗證本文所設計的短路檢測策略較傳統短路檢測方法的優越性，使用3 300 V/1 200 A IGBT模塊進行短路實驗[5]，在實驗中將母線電壓調整為1 500 V。

　　圖3(a)為一類短路測試原理圖，電網電壓經過調壓器和整流橋，將母線電容電壓充到1 500 V，上管IGBT的門極被-15 V關斷，且用粗短的銅排將其短路。對下管的IGBT釋放一個12 μs的單脈衝，直通就形成一類短路。圖3(b)為二類短路測試原理圖，將母線電容電壓同樣充到1 500 V，上管IGBT的門極被-15 V關斷，且給上管並聯一個4 μH的電感作為負載，下橋臂通過IGBT驅動器釋放一個15 μs的單脈衝就形成二類短路。

　　圖4為傳統使用VCE檢測短路的波形。VCE檢測閾值為4 V，短路檢測盲區時間8 μs。圖4(a)為一類短路的測試波形，由圖可知，驗證所用IGBT模塊發生一類短路後開通4 μs時電流上升到最大值6.12 kA，短路持續時間約8 μs，短路損耗約60 J。圖4(b)為二類短路測試波形，由波形可知，發生二類短路後開通約14 μs電流上升到最大值6.80 kA，短路損耗約12 J。

相關焦點

  • igbt驅動電壓和功率分別是多少
    ，這足以使 IGBT 完全飽和，同時也限制了短路電流及其所帶來的應力 （ 在具有短路工作過程的設備中，如在電機中使用 IGBT 時， +Uge 在滿足要求的情況下儘量選取最小值，以提高其耐短路能力 ） 。
  • 鳳岡英飛凌igbt驅動板infineon德國進口
    那麼圓柱體周邊的溫度是一樣的，圓柱體加熱和熔化也沒有產生有害氣體、強光汙染環境。過壓一般發生在IGBT關斷時，較大的di/dt在寄生電感上產生了較高的電壓，這需要用緩衝電路來鉗制，或者適當降低關斷的速率。短路故障發生後瞬時就會產生極大的電流，很快就會損壞IGBT，主控制板的過流保護根本來不及，必須由驅動電路或驅動器立刻加以保護。因此驅動器的短路保護功能設計的是否完善，對電源的安全運行至關重要。拿到一個驅動電路，使用前先測試一下它的短路保護功能是否完善，是很有必要的。
  • MOS管,IGBT,以及三極體他們有什麼區別?正向單流柵極IGBT驅動電路...
    mos管、igbt、三極體比較，mos開關速度最快，三極體最慢，而igbt內部是靠mos管先開通驅動三極體開通（這個原理決定了它的開關速度比mos慢，比三極體快，和幾代技術無關）。mos管的最大劣勢是隨著耐壓升高，內阻迅速增大（不是線性增大），所以高壓下內阻很大，不能做大功率應用。隨著技術發展，無論mos管還是igbt管，它們的各種參數仍在優化。
  • 最簡單易用的7管封裝IGBT模塊
    IGBT模塊也在此基礎上同步發展，單管模塊，半橋模塊，6管模塊，到現在的7管模塊。IGBT驅動設計上比較複雜，需要考慮較多的因素，諸如合理的選擇驅動電壓Uge和門極驅動電阻Rg，過流過壓保護等都是很重要的。IGBT模塊廣泛用於UPS，感應加熱，逆變焊機電源，變頻器等領域。
  • 在1微秒內快速檢測IGBT運行狀態！重慶大學科研人員發布成果
    柔性直流換流閥的可靠運行很大程度上取決於閥子模塊內的絕緣柵雙極型電晶體（IGBT）器件，除了子模塊的冗餘設計，實時檢測子模塊內IGBT的狀態同樣具有重大意義。IGBT作為一種全控器件，因其相對簡單的驅動、快速的開關速度、較高的功率密度而被廣泛用於柔性直流換流閥，是構成閥子模塊的主要功率器件。有關統計數據表明功率器件失效率非常高，IGBT是閥子模塊中較為脆弱的部件，過電壓、過電流以及過高的di/dt都會引起IGBT晶片發生損壞，IGBT損壞是最常見的子模塊故障原因之一。
  • di/dt在可控矽工作時注意事項
    西安瑞新電力電子有限責任公司專業生產可控矽20年，通過優化設計和嚴格的工藝控制，大大提升了器件的開通臨界電流上升率di/dt。經測試，所生產的高頻、快速、普通系列可控矽di/dt性能均已達到國外同類產品水平。1．晶閘管的di/dt承受能力與其晶片結溫有直接關係，di/dt承受能力隨著溫度的上升會有明顯的下降。因此用戶在使用時必須保證器件的散熱條件。
  • 工業電機驅動IGBT過流和短路保護的問題及處理方法
    有關增加絕緣柵極雙極性電晶體（IGBT）導通損耗的一些權衡取捨是：更高的 短路電流電平、更小的晶片尺寸，以及更低的熱容量和短路耐受時間。這凸顯了柵極驅動器電路以及過流檢測 和保護功能的重要性。以下內容討論了現代工業電機驅動中成功可靠地實現短路保護的問題，同時提供三相電機控制應用中隔離式柵極驅動器的實驗性示例。
  • igbt模塊怎麼測量好壞
    打開APP igbt模塊怎麼測量好壞 發表於 2017-12-14 16:21:11 　　3、任何指針式萬用表皆可用於檢測IGBT 　　注意判斷IGBT好壞時，一定要將萬用表撥在R×10KΩ擋，因R×1KΩ擋以下各檔萬用表內部電池電壓太低，檢測好壞時不能使IGBT導通，而無法判斷IGBT的好壞。此方法同樣也可以用於檢測功率場效應電晶體（P-MOSFET）的好壞。
  • IGBT 應用常見問題及解決方法
    (2)過高的di/dt會通過IGBT和緩衝電路之間的線路電感引起開關時的電壓過衝vcem超過vd的數值取決於lб、tfi和負載電流i0,顯然過快的電流下降率di/dt(即tfi小)、過大的雜散電感lб或負載電流過大都會引起關斷時元件嚴重過電壓，且伴隨著很大的功耗。
  • IGBT在逆變電路中的測試與仿真,IGBT逆變器緩衝定律
    同時測四路驅動波形時，要在未接通主電路條件下檢測。因為使用多蹤示波器檢測時，只允許一隻探頭的接地端接參考電位，防止發生短路燒壞示波器。只有檢測相互間電路隔離的電路信號時，才可以同時使用接地端選擇公共參考電位。圖6b是IGBT上集-射極電壓Uce波形。由於全橋式逆變電路中IGBT相互間的電路信號是非隔離的，不能用普通探頭進行多蹤示波，該電壓波形是用高壓隔離探頭測得，示波器讀數為實際數值的1/50。
  • IGBT模塊常規測量以及故障維修方法
    入手IGBT模塊我們應先對其進行一個常規檢測。那我們應該如何檢測呢？我們可以分為以下幾個方面：1.判斷極性首先將萬用表撥在R×1KΩ擋，用萬用表測量時，若某一極與其它兩極阻值為無窮大，調換表筆後該極與其它兩極的阻值仍為無窮大，則判斷此極為柵極(G )，其餘兩極再用萬用表測量，若測得阻值為無窮大，調換表筆後測量阻值較小。
  • 淺談矽IGBT與碳化矽MOSFET驅動的區別
    矽IGBT的承受退保和短路的時間一般大於10μs，在設計矽IGBT的短路保護電路時，建議將短路保護的檢測延時和相應時間設置在5-8μs較為合適。2）碳化矽MOSFET一般碳化矽MOSFET模塊短路承受能力小於5μs，要求短路保護在3μs以內起作用。
  • 電源模塊應用「EMC的設計優化」
    浪湧電壓的來源有多種，比如：雷擊、短路故障、設備頻繁開機等；話不多說，直接來看浪湧防護電路該如何設計：如圖1所示，為提高輸入級的浪湧防護能力，在外圍增加了壓敏電阻和TVS管。但圖中的電路（a）、（b）原目的是想實現兩級防護，但可能適得其反。如果（a）中MOV2的壓敏電壓和通流能力比MOV1低，在強幹擾場合，MOV2可能無法承受浪湧衝擊而提前損壞，導致整個系統癱瘓。
  • 如何處理高di/dt負載瞬態(上)
    這些高 di/dt 要求的意義就在於電壓源必須具有非常低的電感。重新整理下面的公式並求解得到允許的電源電感：在快速負載電流瞬態通道中電感僅為 0.3 nH。12061.006120.212101.0總之，高 di
  • 智能功率模塊助力業界加速邁向基於碳化矽(SiC)的電動汽車
    該IPM還憑藉 CISSOID的高溫門極驅動器晶片組[4，5]以及低寄生電容（典型值為10pF）的電源變壓器設計，使得高 dv/dt 和高溫度環境下的共模電流降到最低點。該模塊的總門極電荷為 910nC。當開關頻率為 25KHz 時，平均門極電流為 22.75mA。這遠遠低於板載隔離DC-DC 電源的最大電流能力95mA。因此，無需修改門極驅動器板，就可以提高功率模塊的電流能力和門極充電。使用多個並聯的門極電阻，實際的最大 dv/dt 值可達10~20 KV/µs 。
  • 基於雙變換不間斷電源的全橋IGBT講解
    其電流變化速率di/dt在寄生電感上會產生一個壓降ΔV=-Lσ×di/dt，它疊加在直流母線上，可以看作在關斷Q1的電壓尖峰，這個尖峰電壓會損壞Q1。　　在常見的採用半橋IGBT模塊並用並行直流母線連接的UPS設計，為了保護IGBT，使其工作在安全工作區RBSOA內，一般需要採用複雜的吸峰電路。
  • 變頻器中IGBT爆炸原因分析,深入透徹!
    變頻器中，IGBT模塊更為重要。但是，IGBT模塊會經常出現爆炸的情況。下面，小編就結合案例具體分析一下。本文引用地址：http://www.eepw.com.cn/article/201903/398366.htm定義　　一、IGBT爆炸因為某些原因，模塊的損耗十分巨大，熱量散不出去，導致內部溫度極高，產生氣體，衝破殼體，這就是所謂的IGBT爆炸。
  • 三相1200V/450A SiC MOSFET電動汽車智能功率模塊
    這些設計還依靠 CISSOID的高溫柵極驅動器晶片組 ［4、5］ 和針對低寄生電容（典型值為10pF）進行了優化的電源變壓器模塊，以最大程度地降低高 dv/dt 和高工作溫度下的共模反射電流。該模塊的總柵極電荷為 910nC。在開關頻率為 25KHz 時，平均柵極電流等於 22.75mA。這遠低於板載隔離式 DC-DC 轉換器的 95mA 最大電流能力。因此，無需修改柵極驅動器板，就可以直接驅動未來柵極電流容量和柵極電荷更高、驅動功率更大的功率模塊。 使用並列的多柵極電阻架構，以適應實際最大 dv/dt 可在10~20 KV/µs 的範圍內（負載相關）。
  • igbt的使用方法
    IGBT模塊是由IGBT（絕緣柵雙極型電晶體晶片）與FWD（續流二極體晶片）通過特定的電路橋接封裝而成的模塊化半導體產品；封裝後的IGBT模塊直接應用於變頻器、UPS不間斷電源等設備上； 　　IGBT模塊具有節能、安裝維修方便、散熱穩定等特點；當前市場上銷售的多為此類模塊化產品，一般所說的IGBT也指IGBT模塊；隨著節能環保等理念的推進，此類產品在市場上將越來越多見
  • 簡單易學的單相兩級式光伏併網逆變器控制策略
    1 引言本文引用地址：http://www.eepw.com.cn/article/226586.htm單相兩級式光伏併網對於單相兩級式光伏逆變器，除了要實現MPPT和併網逆變外，還必須將連接前後級的母線電容電壓控制在一定範圍內。電壓太低滿足不了併網逆變要求，電壓高則母線電容耐壓也高，體積大。若控制不當，母線電容將一直升高到高出電容耐壓，導致「母線電容崩潰」。