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首页 > 公司新闻 > 创新方法优化IGBT电路保护
公司新闻
创新方法优化IGBT电路保护
2023-08-17IP属地 湖北31

  IGBT绝缘栅双极晶体管是典型的双极MOS复合功率器件。它结合了功率MOSFET的工艺技术,将功率MOSFET和功率管GTR集成在同一芯片上。该器件具有开关频率高、输入阻抗大、热稳定性好、驱动电路简单、饱和电压低、电流大等特点,广泛用作工业控制、电力电子系统等领域的功率器件(如伺服电机调速、变频电源等)。为了使我们设计的系统更加安全可靠地工作,对IGBT的保护尤为重要。

  目前,在IGBT的使用和设计过程中,基本采用的是粗放式的设计模式——要求的裕量大,系统庞大,但仍然无法抵御外界的干扰和自身系统造成的各种故障问题。瞬时闪电子公司利用其在半导体领域的生产和设计优势,结合了瞬态抑制二极管的特性。在研究IGBT失效机理的基础上,通过整合系统内外,突破设计瓶颈。本文将突破传统的保护模式,探讨IGBT系统电路保护设计的解决方案。

  IGBT故障场合:杂散电感、电机的感应电动势和来自系统内部的负载突变,如电力系统,都会引起过电压和过电流;来自系统外部,如电网波动、电力线感应、浪涌等。归根结底,IGBT的失效主要是由集电极和发射极的过压/过流以及栅极的过压/过流引起的。

  IGBT的失效机理:如果IGBT由于上述原因短路,会产生很大的瞬态电流——关断时电流变化率di/dt过大。漏电感和引线电感的存在会导致IGBT集电极过电压,在器件内部产生闭锁效应,使IGBT闭锁失效。同时,较高的过电压会使IGBT击穿。由于上述原因,IGBT进入放大区,增加了电子管的开关损耗。

  IGBT传统的故障预防机制:最小化主电路的接线电感和电容,以降低关断过电压;集电极和发射极之间放置一个续流二极管,RC电路和RCD电路并联。在电网中,根据电路容量合理选择串联阻抗,并联齐纳二极管,防止电网过电压。

  在

  针对以上情况,浪涌部分可以采用防雷电路保护(图2)。瞬雷电子研发的蓝宝宝浪涌抑制器(BPSS)具有极大的过流能力和极低的雷击残压。同时,对于电机部分,根据ISO7637的相关标准,该产品完全可以使用。但是使用其他设备无法同时实现以上两种情况。具体问题如下:压敏电阻在ISO7637长波(P5A)容易失效,不适合长期使用;陶瓷放电管不能直接用于有源电路,常因续流问题导致短路,抑制电压过高。