●盡可能減少電路中的雜散功率電感。
●采用吸收回路。吸收回路的作用是;當(dāng)IGBT關(guān)斷時,吸收電感中釋放的能量,以降低關(guān)斷過電壓。
●適當(dāng)增大柵極電阻Rg。
IGBT的過熱保護(hù)一般是采用散熱器(包括普通散熱器與熱管散熱器),并可進(jìn)行強(qiáng)迫風(fēng)冷。
傳統(tǒng)與新型IGBT保護(hù)模式對比
在傳統(tǒng)的使用和設(shè)計(jì)IGBT的過程中,基本上都是采用粗放式的設(shè)計(jì)模式,所需余量較大,系統(tǒng)龐大,但仍無法抵抗來自外界的干擾和自身系統(tǒng)引起的各種失效問題。那么該如何突破傳統(tǒng)的IGBT系統(tǒng)電路保護(hù)設(shè)計(jì)來解決上述問題呢?
傳統(tǒng)保護(hù)模式:
防護(hù)方案防止柵極電荷積累及柵源電壓出現(xiàn)尖峰損壞IGBT——可在G極和E極之間設(shè)置一些保護(hù)元件,如下圖的電阻RGE的作用,是使柵極積累電荷泄放(其阻值可取5kΩ);兩個反向串聯(lián)的穩(wěn)壓二極管V1和V2,是為了防止柵源電壓尖峰損壞IGBT。另外,還有實(shí)現(xiàn)控制電路部分與被驅(qū)動的IGBT之間的隔離設(shè)計(jì),以及設(shè)計(jì)適合柵極的驅(qū)動脈沖電路等。然而即使這樣,在實(shí)際使用的工業(yè)環(huán)境中,以上方案仍然具有比較高的產(chǎn)品失效率——有時甚至?xí)?%。相關(guān)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和研究表明:這和瞬態(tài)浪涌、靜電及高頻電子干擾有著緊密的關(guān)系,而穩(wěn)壓管在此的響應(yīng)時間和耐電流能力遠(yuǎn)遠(yuǎn)不足,從而導(dǎo)致IGBT過熱而損壞。
傳統(tǒng)保護(hù)模式和新型保護(hù)模式電路對比 插件電感器企業(yè)
新型保護(hù)模式:
將傳統(tǒng)的穩(wěn)壓管改為新型的瞬態(tài)抑制二極管(TVS)。一般柵極驅(qū)動電壓約為15V,可以選型SMBJ15CA。該產(chǎn)品可以通過IEC61000-4-5浪涌測試10/700US6kV。
TVS反應(yīng)速度極快(達(dá)PS級),通流能力遠(yuǎn)超穩(wěn)壓二極管(可達(dá)上千安培),同時,TVS對靜電具有非常好的抑制效果。該產(chǎn)品可以通過IEC61000-4-2接觸放電8kV和空氣放電插件電感器工廠15kV的放電測試。
將傳統(tǒng)電阻RG變更為正溫度系數(shù)(PPTC)保險絲。它既具有電阻的效果,又對功率電感器生產(chǎn)廠家溫度比較敏感。當(dāng)內(nèi)部電流增加時,其阻抗也在增加,從而對過流具有非常好的抑制效果。