大功率IGBT模块软关断短路保护策略.pdf

《大功率IGBT模块软关断短路保护策略.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、ELECTRICDRIVE2014Vo1．44No．9电气传动2014年第44卷第9期大功率IGBT模块软关断短路保护策略姚文海，程善美，孙得金(1．华中科技大学自动化学院，湖北武汉430074；2．武汉征原电气有限公司，湖北武汉430012)摘要：大功率绝缘栅双极晶体管(IGBT)模块在电力电子设备中的运用越来越广泛，其对驱动器的性能要求也越来越高。IGBT可以承受短路的时间非常短，短路时最大电流远远超过额定值，单位时间功耗也远远高于正常工作状态，且直接关断IGBT会产生非常高的关断尖峰电压。提出缓慢降低IGBTf-j级电压

2、的软关断策略，驱动器检测到IGBT短路后用0V驱动电压立即执行软关断动作，当电流降到一定值后再使用负压正常关断。此策略可以使驱动器更早地采取保护措施，限制IGBT短路电流，减小IGBT短路功耗并控制关断尖峰电压。硬关断策略短路保护实验和软关断策略短路保护实验的结果对比验证了软关断策略的优势。关键词：绝缘栅双极晶体管；软关断；短路保护中图分类号：TM46文献标识码：ASoftTurn-·ofShort-．circuitProtectionStrategyAppliedtoHighPowerIGBTModuleYAOWen．hai

3、，CHENGShan—mei，SUNDe-jin(1．SchoolofAutomation，Huazhong面eofScienceandTechnology，Wuhan430074，Hubei，China：2．WuhanZhengyuanElectricCo．，Ltd．，Wuhan430012，Hubei，China)Abstract：TheapplicationofhighpowerIGBTmoduleinpowerelectronicapparatusbecomesmorewidespreadandtherequireme

4、ntforthedriverisimprovedeither．IGBTcouldwithstandshort—circuitstateonlyinaveryshortperiodbecausemaximumcurrentisfargreaterthanratedcurrentinshort·circuitconditionandpowerconsumeismuchmorethanwhichisundernormalworkingcondition．Moreover，averyhi【ghspikevoltagewilloccur

5、ifIGBTisshutdowndirectlyundershort—circuit．Astrategyofsoftturn·ofwaspresentdwhichenablesthedrivertotakeprotectivemeasuresearlierandthiscouldbringlimitedshort·circuitcurent，smallershort—circuitpowerconsumeandlowerspikevoltage．Thecontrastbetweenhardandsoftturn—ofshort

6、—circuitprotectionexperimentsdemonstratetheadvantageofthesoftone．Keywords：insulatedgatebipolartransistor(IGBT)；softtum—of；short·circuitprotection峰电压，该尖峰电压会损坏IGBT模块。对于大1引言功率的IGBT模块，实际使用时较少采用缓冲电随着电力电子技术的发展，大功率IGBT路，一般采用TVs钳位电路限制IGBT关断时的模块越来越广泛地运用于电力电子设备中。电压尖峰。IGBT的可靠运

7、行是电力电子系统正常工作本文结合IGBT的工作特性和驱动器的结的关键。IGBT短路时电流大，功耗大，如果构，提出一种基于改变门极电压和电阻的软关断不能迅速采取保护措施IGBT可能会被热策略，当驱动器检测到短路后立即缓慢降低IG—击穿。BTf-j极电压，从而限制IGBT短路时间、短路电由于连接IGBT模块的母线存在杂散电感，流、短路功耗和关断产生的尖峰电压，有效保护如果IGBT关断速度过快，会产生较大的关断尖IGBT模块。作者简介：姚文海(1990一)，男，硕士研究生，Email：yaowenhai1990@163．COB77电

8、气传动2014年第44卷第9期姚文海，等：大功率IGBT模块软关断短路保护策略驱动器通过调节对门极电容C。充电和放电的速2IGBT短路分析度就可以控制IGBT开通和关断的速度。IGBT主要有两类短路情况，一类是硬短路；另一类是软短路。硬短路主要是指IGBT在回路中负载极小，I