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上海雷卯电子

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上海雷卯电子,品牌LEIDITECH,上海市高新技术企业,研发生产防静电防浪涌TVS/ESD及相关EMC元器件,设计EMC保护方案。

变频电源驱动电路中IGBT的过热保护

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  变频电源在正常工作情况下流过IGBT的电流较大,开关频率较高,故而器件的损耗也比较大,如果热量不能及时散掉,使得器件的结温Tj超过Tjmax,则可能造成IGBT损坏。

  IGBT的功耗包括稳态功耗和动态动耗,其动态功耗又包括开通功耗和关断功耗。在进行热设计时,不仅要保证其在正常工作时能够充分散热,而且还要保证其在发生短时过载时,IGBT的结温也不超过Tjmax。

  当然,受设备的体积和重量等的限制以及性价比等因素,IGBT的散热系统也不可能无限制地扩大。可在靠近IGBT处加装一温度继电器等,检测IGBT的工作温度。检测电路在检测到发生异常时有控制电路发出关断IGBT的指令,以保护IGBT。

在IGBT上安装和固定散热器时应注意以下事项:

  (1)由于热阻随IGBT安装位置的不同而不同,因此,若在散热器上仅安装一个IGBT时,应将其安装在正中间,以便使得热阻最小;当要安装几个IGBT时,应根据每个IGBT的发热情况留出相应的空间。

  (2)使用带纹路的散热器时,应将IGBT较宽的方向顺着散热器的纹路,以减少散热器的变形。

  (3)散热器的安装表面光洁度应≤10μm,如果散热器的表面不平,将大大增加散热器与器件的接触热阻,甚至在IGBT的管芯和管壳之间的衬底上产生很大的张力,损坏ICBT的绝缘层。

  (4)为了减少接触热阻,最好在散热器与IGBT模块间涂抹导热硅脂。

  在应用IGBT时只要在过压、过流、过热等几个方面都采取有效的保护措施后,在实际应用中均能够取得良好的效果,才能保证IGBT安全可靠地工作。

在IGBT的驱动和保护电路设计时应注意以下事项:

  (1) IGBT由于有集电极一栅极寄生电容的密勒效应影响,能引起意外的电压尖峰损害,所以设计时应让栅极电路的阻抗足够低以尽量消除其负面影响。

  (2)栅极串联电阻和驱动电路内阻抗对IGBT的开通过程及驱动脉冲的波形都有很大影响。所以设计时应综合考虑。

  (3)应采用慢降栅压技术来控制故障电流的下降速率,从而抑制器件的du/dt和Uce的峰值,达到短路保护的目的。

  (4)在工作电流较大的情况下,为了减小关断过电压,应尽量减小主电路的布线电感,吸收电容器应采用低感型。

 

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