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功率电感:IGBT应用设计全面剖

时间:2014-12-17 17:09:12 点击:
 过压保护则可以从以下几个方面进行:

●尽可能减少电路中的杂散功率电感。

●采用吸收回路。吸收回路的作用是;当IGBT关断时,吸收电感中释放的能量,以降低关断过电压。

●适当增大栅极电阻Rg。

IGBT的过热保护一般是采用散热器(包括普通散热器与热管散热器),并可进行强迫风冷。

传统与新型IGBT保护模式对比

在传统的使用和设计IGBT的过程中,基本上都是采用粗放式的设计模式,所需余量较大,系统庞大,但仍无法抵抗来自外界的干扰和自身系统引起的各种失效问题。那么该如何突破传统的IGBT系统电路保护设计来解决上述问题呢?

传统保护模式:

护方案防止栅极电荷积累及栅源电压出现尖峰损坏IGBT——可在G极和E极之间设置一些保护元件,如下图的电阻RGE的作用,是使栅极积累电荷泄放(其阻值可取5kΩ);两个反向串联的稳压二极管V1和V2,是为了防止栅源电压尖峰损坏IGBT。另外,还有实现控制电路部分与被驱动的IGBT之间的隔离设计,以及设计适合栅极的驱动脉冲电路等。然而即使这样,在实际使用的工业环境中,以上方案仍然具有比较高的产品失效率——有时甚至会超出5%。相关的实验数据和研究表明:这和瞬态浪涌、静电及高频电子干扰有着紧密的关系,而稳压管在此的响应时间和耐电流能力远远不足,从而导致IGBT过热而损坏。

传统保护模式和新型保护模式电路对比 插件电感器企业

新型保护模式:

将传统的稳压管改为新型的瞬态抑制二极管(TVS)。一般栅极驱动电压约为15V,可以选型SMBJ15CA。该产品可以通过IEC61000-4-5浪涌测试10/700US6kV。

TVS反应速度极快(达PS级),通流能力远超稳压二极管(可达上千安培),同时,TVS对静电具有非常好的抑制效果。该产品可以通过IEC61000-4-2接触放电8kV和空气放电插件电感器工厂15kV的放电测试。

将传统电阻RG变更为正温度系数(PPTC)保险丝。它既具有电阻的效果,又对功率电感器生产厂家温度比较敏感。当内部电流增加时,其阻抗也在增加,从而对过流具有非常好的抑制效果。


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