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IGBT短路问题

IGBT在发生短路的情况下,C、E之间的电流迅速增大,使模块退饱和,C、E之间的电压升高,保护电路通过C、E的电压升高检测到短路发生,立即进行保护,为什么短路会使模块退饱和呢?请高手指点,谢谢!
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diacharge
LV.3
2
2004-11-09 10:49
或许可以这样解释:
    饱和的时候,IGBT的晶体管部分的电流关系满足: Ib>>Ic/N(其中: Ib:基极电流;Ic:集电极电流;N:电流放大倍数).
    当IGBT短路后,Ic迅速上升,由于驱动信号没有变化,Ib保持不变,从而使得IGBT的晶体管部分的电流关系满足 Ib=Ic/N,晶体管部分进入线性放大区,退出饱和状态.
  
    不知道这样解释对不对, 请各位大牛不吝赐教,小弟刚刚来这个论坛,还请大家多多关照.
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eyeinwind
LV.2
3
2004-11-09 11:43
@diacharge
或许可以这样解释:    饱和的时候,IGBT的晶体管部分的电流关系满足:Ib>>Ic/N(其中:Ib:基极电流;Ic:集电极电流;N:电流放大倍数).    当IGBT短路后,Ic迅速上升,由于驱动信号没有变化,Ib保持不变,从而使得IGBT的晶体管部分的电流关系满足Ib=Ic/N,晶体管部分进入线性放大区,退出饱和状态.      不知道这样解释对不对,请各位大牛不吝赐教,小弟刚刚来这个论坛,还请大家多多关照.
抵抗短路的能力是IGBT的一个重要参数,主要是其中的一项参数来表明.具体什么参数记不清了.电流迅速增大,CE之间的电压升高,并不是退饱和,而是由于电流增大所致.
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abc_abc
LV.4
4
2004-11-14 19:10
@eyeinwind
抵抗短路的能力是IGBT的一个重要参数,主要是其中的一项参数来表明.具体什么参数记不清了.电流迅速增大,CE之间的电压升高,并不是退饱和,而是由于电流增大所致.
你是说IGBT的安全工作区吗?如果依靠IGBT的驱动电路进行保护是否100%可靠呢?如果短路次数多了,是否IGBT会损坏呢
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yms1234
LV.1
5
2004-11-22 20:54
@eyeinwind
抵抗短路的能力是IGBT的一个重要参数,主要是其中的一项参数来表明.具体什么参数记不清了.电流迅速增大,CE之间的电压升高,并不是退饱和,而是由于电流增大所致.
同意楼上的,CE间电压升高应是电流增大的原因.
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2004-12-06 19:35
@yms1234
同意楼上的,CE间电压升高应是电流增大的原因.
你为什么要让它总是短路呢,短路只是故障的极端现象,这种极端的故障状态多了,IGBT肯定要损坏的!
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董万华
LV.8
7
2004-12-06 19:53
应为IGBT所带的负载接近短路,IGBT有可能保护好.因为IGBT为电压型驱动.与驱动电流及放大倍数无关,和驱动的饱和深度有关!负载短路不严重时电流上升慢IGBT来得及保护,否则保护不了.
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abc_abc
LV.4
8
2004-12-07 20:48
@nuaawzhqiang
你为什么要让它总是短路呢,短路只是故障的极端现象,这种极端的故障状态多了,IGBT肯定要损坏的!
用户使用情况不同,在特殊用户的使用中短路是难免的,如果保护措施得当,短路应该是无损的
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abc_abc
LV.4
9
2004-12-07 20:51
@董万华
应为IGBT所带的负载接近短路,IGBT有可能保护好.因为IGBT为电压型驱动.与驱动电流及放大倍数无关,和驱动的饱和深度有关!负载短路不严重时电流上升慢IGBT来得及保护,否则保护不了.
是否可以考虑在输出回路的电感量加大,来限制电流在短路情况下的上升率,来减少igbt的损坏几率呢?
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2004-12-09 00:30
保护电路原理是不是不对,在我这个行业,是通过检测电流来判断是否短路
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abc_abc
LV.4
11
2004-12-09 21:30
@igbt-infineon
保护电路原理是不是不对,在我这个行业,是通过检测电流来判断是否短路
能说的细一点吗?比如保护的速度,在检测到电流超过设定值到产生保护信号的时间有多长?IGBT允许的短路时间只有10US,如果电流检测保护的时间太短会不会出现干扰误保护呢?谢谢!
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2004-12-09 22:25
@abc_abc
能说的细一点吗?比如保护的速度,在检测到电流超过设定值到产生保护信号的时间有多长?IGBT允许的短路时间只有10US,如果电流检测保护的时间太短会不会出现干扰误保护呢?谢谢!
在主回路加一个电流互感器,用做取样,信号送到单片机,信号翻转后,直接输出控制信号切断驱动信号.时间足够,没有干扰
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yjh0202
LV.3
13
2004-12-10 11:55
@igbt-infineon
在主回路加一个电流互感器,用做取样,信号送到单片机,信号翻转后,直接输出控制信号切断驱动信号.时间足够,没有干扰
哥们别害人了,
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xkw1
LV.9
14
2004-12-10 15:14
@yjh0202
哥们别害人了,
在3KW的系统内,可以用该方案,超过就只有测CE压降法了!我估计楼主来前没仔细看过IGBT数据表,IGBT是主导GTR结构,说白了就是大个三极管做主通元件.它和普通三极管一样有放大曲线.只是输入加FET缓冲后变成了跨导.曲线形状是一样的,所有数据表都有这曲线!
IGBT安全工作区有电压\电流\时间三个数据.IGBT可靠保护延时是10us.通常的标准保护驱动器延时是2-5us,有软保护关闭和硬保护关闭两种.
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董万华
LV.8
15
2004-12-10 19:30
@xkw1
在3KW的系统内,可以用该方案,超过就只有测CE压降法了!我估计楼主来前没仔细看过IGBT数据表,IGBT是主导GTR结构,说白了就是大个三极管做主通元件.它和普通三极管一样有放大曲线.只是输入加FET缓冲后变成了跨导.曲线形状是一样的,所有数据表都有这曲线!IGBT安全工作区有电压\电流\时间三个数据.IGBT可靠保护延时是10us.通常的标准保护驱动器延时是2-5us,有软保护关闭和硬保护关闭两种.
好在这是论坛,怕是牛头不对马嘴,你把IGBT直接短路试试,1200V管加300V电短路驱动18V时1US就坏了,驱动 7V时100US也不坏,说明与驱动关系最大!但驱动又和效率相关,难折中啊!
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abc_abc
LV.4
16
2004-12-10 20:31
@yjh0202
哥们别害人了,
这种做法是可以的,不过一般要对电流互感器的采样信号整流滤波,加在比较器上,由比较器的输出传给单片机,这样保护速度可能不够快!
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abc_abc
LV.4
17
2004-12-10 20:42
@xkw1
在3KW的系统内,可以用该方案,超过就只有测CE压降法了!我估计楼主来前没仔细看过IGBT数据表,IGBT是主导GTR结构,说白了就是大个三极管做主通元件.它和普通三极管一样有放大曲线.只是输入加FET缓冲后变成了跨导.曲线形状是一样的,所有数据表都有这曲线!IGBT安全工作区有电压\电流\时间三个数据.IGBT可靠保护延时是10us.通常的标准保护驱动器延时是2-5us,有软保护关闭和硬保护关闭两种.
用三菱的驱动芯片57962的保护(检测ce的压降),能够无损的对igbt的短路情况进行保护吗?三菱的igbt使用手册给出的能够耐受100次多路,是否表示短路是无法实现无损保护的呢?
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zjjkenny
LV.3
18
2004-12-11 08:29
@abc_abc
这种做法是可以的,不过一般要对电流互感器的采样信号整流滤波,加在比较器上,由比较器的输出传给单片机,这样保护速度可能不够快!
白白
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xkw1
LV.9
19
2004-12-13 10:31
@董万华
好在这是论坛,怕是牛头不对马嘴,你把IGBT直接短路试试,1200V管加300V电短路驱动18V时1US就坏了,驱动7V时100US也不坏,说明与驱动关系最大!但驱动又和效率相关,难折中啊!
看看IGBT地安全工作曲线!你如果退耦太差,关断IGBT的短路电流时会有高压产生,击毁IGBT.因此;大电流IGBT可靠保护要用慢关断,或主回路退耦要出色!!!千万别把过压击毁和过流击毁搞混了!虽然最终表现结果一样!再看看最好的有保护的IGBT保护驱动IC!
1102904660.pdf1102905072.pdf
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yjh0202
LV.3
20
2004-12-17 10:33
@董万华
好在这是论坛,怕是牛头不对马嘴,你把IGBT直接短路试试,1200V管加300V电短路驱动18V时1US就坏了,驱动7V时100US也不坏,说明与驱动关系最大!但驱动又和效率相关,难折中啊!
这才叫有学问
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yjh0202
LV.3
21
2004-12-17 10:38
@abc_abc
是否可以考虑在输出回路的电感量加大,来限制电流在短路情况下的上升率,来减少igbt的损坏几率呢?
当然可以.PT IGBT芯片在变频其中不成功,很大一部分原因就是变频器没输出电感
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miqj
LV.7
22
2007-09-17 10:00
@zjjkenny
白白
导热陶瓷应用于IGBT,散热效果不错,解决散热不良问题.
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8786629
LV.2
23
2011-06-16 09:52
@abc_abc
这种做法是可以的,不过一般要对电流互感器的采样信号整流滤波,加在比较器上,由比较器的输出传给单片机,这样保护速度可能不够快!
这连天在做短路保护,炸了几次机,终于弄明白了,用mcu检测短路保护,时间比较长,最好直接用硬件做短路保护,效果很好!
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北方人
LV.4
24
2012-09-27 09:33

         

给你一个短路 保护时的波形看下。

         

黄色为驱动波形,绿色为母线电压波形,紫色为电流波形,电流实际值要乘5(因为探头与示波器档位不同。

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北方人
LV.4
25
2012-09-27 09:45
@北方人
[图片] [图片] [图片] [图片] [图片] [图片] [图片] [图片] [图片] 给你一个短路[图片] 保护时的波形看下。[图片] [图片] [图片] [图片] [图片] [图片] [图片] [图片] [图片] 黄色为驱动波形,绿色为母线电压波形,紫色为电流波形,电流实际值要乘5(因为探头与示波器档位不同。

IGBT为450A富士的IGBT,可见在短路时电流升至近4000A,此后时IGBT内阻增加,电流呈下降趋势,IGBT内耗急速增加,此时间不能过长,要及时关断。关断时要注意由于杂散电感而引起的C点电位的急剧升高,此电路加入有源钳位功能,将电位钳在1320V上下,IGBT耐压为1700V。

母线电压由于有电容在支撑,只在刚短时有急剧掉落的现象,2uS后电压回复,电流越小回复越快,此时CE点电位在180V上下。

短路保护电路是自已做的。57962不能成功抑制突波,IGBT易过压击穿。

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小矿石
LV.10
26
2012-11-29 19:33
@北方人
IGBT为450A富士的IGBT,可见在短路时电流升至近4000A,此后时IGBT内阻增加,电流呈下降趋势,IGBT内耗急速增加,此时间不能过长,要及时关断。关断时要注意由于杂散电感而引起的C点电位的急剧升高,此电路加入有源钳位功能,将电位钳在1320V上下,IGBT耐压为1700V。母线电压由于有电容在支撑,只在刚短时有急剧掉落的现象,2uS后电压回复,电流越小回复越快,此时CE点电位在180V上下。短路保护电路是自已做的。57962不能成功抑制突波,IGBT易过压击穿。

你这个驱动有短路降栅压,还有有源箝位

从Vce(sat)看是2类短路,或者是母线杂散电感偏大的一类短路

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小矿石
LV.10
27
2012-11-29 19:34
这是三极管的特性决定的
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小矿石
LV.10
28
2012-11-29 19:35
@igbt-infineon
在主回路加一个电流互感器,用做取样,信号送到单片机,信号翻转后,直接输出控制信号切断驱动信号.时间足够,没有干扰
电流互感器做负载短路实验还可以,直通故障来不及的
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小矿石
LV.10
29
2012-11-29 19:39
@8786629
这连天在做短路保护,炸了几次机,终于弄明白了,用mcu检测短路保护,时间比较长,最好直接用硬件做短路保护,效果很好!
MCU处理一会IGBT就炸了,有时是已经开始关了,但是还是不能避免厄运
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2012-11-30 09:38
@小矿石
这是三极管的特性决定的
路过关注
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dy-Ji6Gle5k
LV.1
31
2020-05-17 13:50
大佬问一下,为什么进入退饱和状态,Vce之间的电压会升高,IGBT不是CE之间不是短路了嘛,不是应该变为0
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