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EXB841/840驅(qū)動(dòng)電路
EXB841工作原理如圖1,當(dāng)EXB841的14腳和15腳有10mA的電流流過(guò)1us以后IGBT正常開通,VCE下降至3V左右,6腳電壓被鉗制在8V左右,由 于VS1穩(wěn)壓值是13V,所以不會(huì)被擊穿,V3不導(dǎo)通,E點(diǎn)的電位約為20V,二極管VD,截止,不影響V4和V5正常工作。
當(dāng)14腳和15腳無(wú)電流流過(guò),則V1和V2導(dǎo)通,V2的導(dǎo)通使V4截止、V5導(dǎo)通,IGBT柵極電荷通過(guò)V5迅速放電,引腳3電位下降至0V,是IGBT柵一 射間承受5V左右的負(fù)偏壓,IGBT可靠關(guān)斷,同時(shí)VCE的迅速上升使引腳6“懸空”.C2的放電使得B點(diǎn)電位為0V,則V S1仍然不導(dǎo)通,后續(xù)電 路不動(dòng)作,IGBT正常關(guān)斷。
如有過(guò)流發(fā)生,IGBT的V CE過(guò)大使得VD2截止,使得VS1擊穿,V3導(dǎo)通,***通過(guò)R7放電,D點(diǎn)電位下降,從而使IGBT的柵一射間的電壓UGE降低 ,完成慢關(guān)斷,實(shí)現(xiàn)對(duì)IGBT的保護(hù)。由EXB841實(shí)現(xiàn)過(guò)流保護(hù)的過(guò)程可知,EXB841判定過(guò)電流的主要依據(jù)是6腳的電壓,6腳的電壓不僅與VCE 有關(guān),還和二極管VD2的導(dǎo)通電壓Vd有關(guān)。
IGBT負(fù)載短路下的幾種后果
(1) 超過(guò)熱極限:半導(dǎo)體的本征溫度極限為250℃,當(dāng)結(jié)溫超過(guò)本征溫度,器件將喪失阻斷能力,IGBT負(fù)載短路時(shí),由于短路電流時(shí)結(jié)溫升 高,一旦超過(guò)其熱極限時(shí),門級(jí)保護(hù)也相應(yīng)失效。
(2) 電流擎住效應(yīng):正常工作電流下,IGBT由于薄層電阻Rs很小,沒(méi)有電流擎住現(xiàn)象,但在短路狀態(tài)下,由于短路電流很大,當(dāng)Rs上的壓降 高于0.7V時(shí),使J1正偏,產(chǎn)生電流擎住,門級(jí)便失去電壓控制。
(3) 關(guān)斷過(guò)電壓:為了***短路電流,當(dāng)故障發(fā)生時(shí),控制電路立即撤去正門級(jí)電壓,將IGBT關(guān)斷,短路電流相應(yīng)下降。由于短路電流大, 因此,關(guān)斷中電流下降率很高,在布線電感中將感生很高的電壓,尤其是在器件內(nèi)封裝引線電感上的這種感應(yīng)電壓很難***,它將使器件有過(guò)電流變?yōu)殛P(guān)斷過(guò)電壓而失效。
IGBT過(guò)流保護(hù)方法
(1) 減壓法:是指在故障出現(xiàn)時(shí),降低門級(jí)電壓。由于短路電流比例于外加正門級(jí)電壓Ug1,因此在故障時(shí),可將正門級(jí)電壓降低。
(2) 切斷脈沖方法:由于在過(guò)流時(shí),Uce電壓升高,我們利用檢測(cè)集電極電壓的方法來(lái)判斷是否過(guò)流,如果過(guò)流,就切斷觸發(fā)脈沖。同時(shí)盡量采用軟關(guān)斷方式,緩解短路電流的下降率,避免產(chǎn)生過(guò)電壓造成對(duì)IGBT的損壞。