IGBT驅(qū)動電路—典型過流保護(hù)電路

（1）IGBT驅(qū)動電路集中過流保護(hù) 所謂集中過電流保護(hù)，就是檢測逆變橋輸入直流母線上的電流，當(dāng)該電流值超過設(shè)定的閾值時，封鎖所有橋臂IGBT的驅(qū)動信號。下圖為集中過電流保護(hù)的原理圖，電流檢測點放在直流側(cè)，檢測元件采用日本HINODE公司的直測式霍爾效應(yīng)電流傳感器HAP8-200/4，用以檢測直流側(cè)電壓的瞬時值。HAP8-200/4需要±15V的供電電源，額定電流為±200A，飽和電流在450A以上，額定輸出電壓為士4V，di/dt響應(yīng)時間在10us以下。在正常情況下，集中過電流保護(hù)電路的輸出OC為高電平，一旦直流母線電流超過設(shè)定的閾值，比較器LM311的輸出狀態(tài)將由高電平變?yōu)榈碗娖剑?jīng)過R2、C2的延遲，OC將由高電平變?yōu)榈碗娖健＿@個低電平信號將使封鎖電路動作，封鎖逆變橋所有IGBT的驅(qū)動信號。R2、C2組成的延遲電路是為防止封鎖電路誤動作而采取的抗干擾措施。



（2）IGBT驅(qū)動電路分散過電流保護(hù)

分散過電流保護(hù)就是檢測逆變橋各個橋臂上的電流，當(dāng)該電流超過設(shè)定的閾值時，封鎖該橋臂IGBT的驅(qū)動信號。

下圖為分散過電流保護(hù)的原理圖，當(dāng)柵極驅(qū)動電壓不變時，IGBT的飽和壓降UCE(sat)將隨著集電報電流Ic的增大而增大。通過查閱產(chǎn)品手冊，UCE(sat)與Ic的關(guān)系可由如下公式表示出來。





式中；Iced為IGBT的額定電流；UCE=15V；Tj=25℃ 通過檢測UCE(sat)，就可以判斷IGBT是否過流。在圖中，M57962L通過快恢復(fù)二極管VD及穩(wěn)壓管ZD來檢測UCE(sat)。當(dāng)M57962L輸入側(cè)的光電耦合器導(dǎo)通且UAE=( UCE(sat)+UVD+UZD)超過閾值UAE*后，將開始軟關(guān)斷，M57962L的輸出電壓將從正柵壓逐漸下降到負(fù)柵壓。圖中所示電路的參數(shù)為：UEE =10V，Ucc =15V時，閾值UAE*=9. 5V，并且當(dāng)UEE不變時，Ucc每增加1V，UAE*也將加1V。可以看出，通過改變穩(wěn)壓管ZD的穩(wěn)壓值可以改變分散保護(hù)過流閾值。

在實際應(yīng)用中，Ucc=15V，UEE=10V，VD為ERA34-10，其管壓降為0. 5V，UZD=5V，在此參數(shù)下分散過流保護(hù)的電流閾值為3倍的額定電流。 為了使電源在短路故障狀態(tài)下不中斷工作，又能避免在原工作頻率下連續(xù)進(jìn)行短路保護(hù)產(chǎn)生熱積累而造成IGBT損壞，采用降柵壓保護(hù)可不必在發(fā)生一次短路時就立即封鎖驅(qū)動電路，從而使工作頻率降低（比如1Hz左右），形成間歇的保護(hù)方法，故障消除后即恢復(fù)正常工作。

審核編輯：劉清