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基于25C0 435T的大功率IGBT的短路保护和有源钳位电路设计

基于25C0 435T的大功率IGBT的短路保护和有源钳位电路设计

点击数:7859 次   录入时间:03-04 11:40:08   整理:http://www.55dianzi.com   其他电源技术

    响应时间与定时电容Cx、参考电压电阻Rth的关系见表2。

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    与SCALE-1比,SCALE-2的快速性和可靠性得到提高。

3 IGBT有源钳位电路设计
3.1 有源钳位电路的设计
   
有源钳位电路的目标是钳住IGBT的集电极电位,使其不要到达太高的水平,因为IGBT关断时产生的电压尖峰太高或太陡,都会使IGBT受到威胁。
    IGBT正常关断时也会产生电压尖峰,但数值不会太高,如果短路时关断IGBT,产生的电压尖峰则非常高,此时IGBT非常容易被打坏。所以有源钳位电路通常在故障状态下才会动作,正常时不工作。

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    当TVS被击穿时,电流IAAC会流进ASIC(专用集成电路)的AAC单元。该单元会根据IAAC的大小操纵下管mosfet。当该电流大于40mA时,下管mosfet开始被线性地关断,当电流大于500mA时,下管mosfet完全关闭。此时门极处于开路状态,Iz会向门极电容充电,使门极电压从米勒平台回到+15V,从而使关断电流变缓慢,达到电压钳位的效果。这个电路的特点是TVS的负载小,TVS的工作点接近额定点,钳位的准度高。
3.2 动态有源钳位电路
   
在一些应用中,例如太阳能逆变器,牵引变流器等,母线电压有时可能会高于有源钳位动作的电压点,有源钳位电路会进人连续动作状态,ASIC有很大风险,此时需应用动态有源钳位电路,见图6。

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    将有源钳位的动作门槛设置成动态的,在IGBT导通时,门槛降低为Vth2,在IGBT关断后,延迟一段时间,然后将有源钳位的动作门槛提高到Vth1。这样IGBT在导通状态和截止状态时,其有源钳位电路的动作门槛电压是有区别的,但并不影响有源钳位电路的本意,因为IGBT在关断瞬间,钳位门槛是在Vth2。如果母线电压升高.IGBT在关断态时,钳位电路的门槛又比较高,这样能较好地解决某些应用中很现实的问题。

4 结论
   
根据IGBT的特性及IGBI的短路特性,驱动器只能对其进行短路保护,过流保护功能由霍尔电流传感器完成。基于二代SCALE-2模块25C0 435T设计的IGBT驱动电路,解决了IGBT短路误保护和有源钳位问题,在工程应用中得到验证。



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