典型IGBT短路保护电路的工作原理简析

典型IGBT短路保护电路

1．检测短路时UCE在增大的短路保护电路

图5-14所示是采用IGBT过流时UCE增大的原理构成的保护电路，该电路采用IGBT专用驱动器EXB841。EXB841内部电路能很好地完成降栅压及软关断功能，并具有内部延迟功能，以消除干扰产生的误动作。如果发生短路，含有IGBT过流信息的UCE不直接送至EXB841的IGBT集电极电压监视脚⑥上，而是快速关断快速恢复二极管VD1，使比较器IC1 (LM339)的U+电压大于U-电压，比较器输出高电平，由VD1送至EXB841的⑧脚，启动EXB841内部电路中的降栅压及软关断电路，低速切断电路慢速关断IGBT。这样既避免了集电极电流尖峰损坏IGBT，又完成了IGBT短路保护。该电路的特点是，消除了由VD1正向压降随电流不同而引起的关断速度不同的差异，提高了电流检测的准确性，同时由于直接利用EXB841内部电路中的降栅压及软关断功能，整体电路简单可靠。

2．利用电流互感器检测IGB1’过流的短路保护电路

图5-15所示是利用电流传感器检测IGBT过流的短路保护电路，电流传感器(SC)初级（1匝）串接在IGBT的集电极电路中，次级感应的过流信号经整流后送至比较器IC1的同相输入端，与反相端的基准电压进行比较后，IC1的输出送至具有正反馈的比较器IC2，其输出接至PWM控制器UC3525的输出控制脚⑩。不过流时，A点电位UA



3．利用IGBT短路时UCE增大的原理和电流互感器过流检测的综合短路保护电路 图5- 16所示是利用IGBT短路时UCE增大的原理和电流传感器检测的综合保护电路。



该电路的工作原理是：当负载短路（或IGBT由于其他故障过流）时，IGBT的UCE将增大，VD1关断，导致由R1提供的电流经R2和R3分压器分压使V3导通，从而使IGBT的栅极电压由ZD所限制而降压，限制了IGBT峰值电流的幅度。该电压同时经R5及C3延迟使V2导通，输出软关断信号。为了提高短路保护电路的可靠性，在短路时由电流传感器检测短路电流，经比较器IC1输出的高电平使V3导通进行降栅压，V2导通，进行IGBT软关断保护。

审核编辑：刘清