过压保护
IGBT模块在由导通状态关断时,电流Ic 突然变小,由于电路中的杂散电感
与负载电感的作用,将在IGBT模块的c、e两端产生很高的浪涌尖峰电压 uce=L
dic/dt,加之IGBT模块的耐过压能力较差,这样就会使IGBT模块击穿,因此,
其过压保护也是十分重要的。过压保护可以从以下几个方面进行:
(1)、尽可能减少电路中的杂散电感。作为模块设计制造者来说,要优化模
块内部结构(如采用分层电路、缩小有效回路面积等),减少寄生电感;作为使用
者来 说,要优化主电路结构(采用分层布线、尽量缩短联接线等),减少杂散电
感。另外,在整个线路上多加一些低阻低感的退耦电容,进一步减少线路电感。
所有这 些,对于直接减少IGBT模块的关断过电压均有较好的效果。
(2)、采用吸收回路。吸收回路的作用是;当IGBT模块关断时,吸收电感中
释放的能量,以降低关断过电压。常用的吸收回路有两种。其中为充放电吸收回
路,钳位式吸收回路。对于电路中元件的选用,在实际工作中,电容 c选用高频
低感圈绕聚乙烯或聚丙烯电容,也可选用陶瓷电容,容量为2F左右。电容量选
得大 一些,对浪涌尖峰电压的抑制好一些,但过大会受到放电时间的限制。电
阻R选用氧化膜无感电阻,其阻值的确定要满足放电时间明显小于主电路开关周期的要求, 可按R≤T/6C计算,T为主电路的开关周期。二极管V应选用正向
过渡电压低、逆向恢复时间短的软特性缓冲二极管。
(3)、适当增大栅极电阻Rg。实践证明,Rg增大,使IGBT模块的开关速度
减慢,能明显减少开关过电压尖峰,但相应的增加了开关损耗,使 IGBT模块 发
热增多,要配合进行过热保护。Rg阻值的选择原则是:在开关损耗不太大的情
况下,尽可能选用较大的电阻,实际工作中按Rg=3000/Ic 选取。
吸收回路
除了上述减少c、e之间的过电压之外,为防止栅极电荷积累、栅源电压出
现尖峰损坏IGBT模块,可在g、e之间设置一些保护元件。电阻R的作用是使栅
极积 累电荷泄放,其阻值可取4.7kΩ ;两个反向串联的稳压二极管V1、V2。是
为了防止栅源电压尖峰损坏IGBT模块。 |