IGBT过压掩护方法的两种体例分享-KIA MOS管

凡是环境下，咱们能够经由进程优化母排杂散电感或增添接收电路减小IGBT的关断电压尖峰。可是这两种体例都是减小电压尖峰的方法而不是掩护体例，面向的也是IGBT普通工况。

当IGBT产生过流或短路时，产生的关断电压尖峰会比普通环境高良多，这时辰候必然要接纳掩护方法，不然器件很有能够会因为过电压而破坏。今朝IGBT的关断电压尖峰掩护方法首要有软关断和有源钳位两种体例。明天咱们就来聊一下这两种体例的利与弊。

起首看一下有源钳位手艺：

有源钳位电路经由进程在IGBT的集电极和栅极之间串连必然数目的瞬态电压按捺二极管（TVS），当电压跨越TVS的钳位电压时，会向门极注入必然的电流。若是这个时辰IGBT正在关断，那注入的电流会使IGBT关断速率变缓，di/dt会减小，从而集电极电压也会减小，最根基的有源钳位电路如图1所示。

图1 根基有源钳位电路

几个关头点夸大一下：

①：有源钳位是一个闭环体系，只需跨越了有源钳位TVS的举措点，电路就会任务。以是不管是普通工况，仍是过流、短路环境，只需IGBT关断电压尖峰跨越了TVS钳位电压值，有源钳位电路就会任务，这是有源钳位电路的一个上风。

②：对图1所示的根基有源钳位电路，当有源钳位电路举措时，流过TVS的电流是很大的（大局部电流城市经由进程Rg颠末推挽电路的下管流向了-15V），以是若是TVS频仍举措，TVS的消耗会很大，有能够IGBT不题目，TVS就挂掉了。固然，Concept对根基有源钳位手艺停止了改良，如图2所示，让大局部TVS的电流都流向门极。

图2 Concept高等有源钳位电路

可是对咱们本身设想的驱动电路，很难做到这一点，以是在利用时尽能够仍是不让TVS举措，或每一个输入电流周期只举措几回。

③：有源钳位的别的一个题目：下降了IGBT的静态阻断电压。比方1700V IGBT有源钳位举措点普通设在1350V摆布；1200V的IGBT有源钳位举措点在900V摆布。当IGBT处于关断状况时，若是母线电压回升到有源钳位举措点时，TVS就会被击穿，IGBT就会被打开，前面的工作就不敢设想了。针对该题目Concept也给出领会决计划，如图3所示。

图3. 静态有源钳位电路

这类计划今朝也首要针对3.3kV以上的IGBT，对1.7kV及以下IGBT，若是接纳这类计划，本钱就有点高了。

让咱们再来看看软关断手艺：

IGBT软关断是绝对硬关断来界说的，硬关断指的便是IGBT的惯例的关断进程，因为电阻小，关断速率快，是以消耗也比拟小，可是会蒙受必然的电压尖峰应力。而软关断便是接纳一个绝对较大的电阻迟缓地给栅射之间的电容Cge放电，从而下降IGBT的关断速率，防止产生过电压。

因为软关断产生的关断消耗很是大，是以只需短路的时辰才会触发软关断，而普通环境下仍是会接纳硬开关。图4为Avago公司的驱动光耦ACPL-339J保举电路，保举的软关断电阻为330Ω。

图4. ACPL-339J保举电路

有些小火伴会问，软关断只需在IGBT短路的时才会触发。那IGBT产生过流时会如何呢？那只需硬抗了。须要夸大的是：不但单要测试过流掩护起不起感化，更首要的还要存眷IGBT过流关断时的电压尖峰有不逾额外值。

图5展现了IGBT产生过流或短路时的关断战略。硬件过流检测及时性高，是以只需保障硬件过流时关断IGBT，尖峰不会逾额外值，那就没题目。若是你的体系不硬件过流掩护，只需软件过流掩护，那就好要好好评价器件的过压环境了。比方：软件的呼合时辰，滤波时辰，从检测过流到封波时辰，这个时辰电流会降低到甚么水平等等。

的小火伴能够会问，这篇文章首要针对的是IGBT的关断电压尖峰，那母线过电压怎样办呢？直流母线因为电容的存在，是一个很大的惯性关键，动摇不会太严峻。

若是因为能量回馈或别的缘由（比方，三电平中点电位不均衡），致使的母线过电压，驱动是不方法掩护的（图3所示电路也只能在必然水平上进步TVS举措的阈值）。这类环境，节制板普通也会有硬件或软件过压掩护。

总结：

1. 若是IGBT驱动电路集成了有源钳位，那软关断意思就不大了，能够省去；

2. 若是IGBT驱动只需软关断电路，那节制板最好有硬件过流掩护，并且保障IGBT产生过流时的关断电压尖峰不会超器件的额外值；

3. 有源钳位电路是能够频仍举措的，条件是必然要评价IGBT和TVS的消耗在许可规模以内，但现实为了靠得住，仍是尽能够不让其举措，或只在每一个电流周期的峰值举措几回；

4. 任何一种手艺都有益有弊，大师要学会按照本身的体系去均衡各类身分，如许能力设想出性价比更高的产物。

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