下圖是應用檢測IGBT集電極電壓的過流保護原理,采用軟降柵壓、軟關(guān)斷及降低工作頻率保護技術(shù)的短路保護電路

正常工作狀態(tài),驅(qū)動輸入信號為低電平時,光耦IC4不導通,V1,V3導通,輸出負驅(qū)動電壓。驅(qū)動輸入信號為高電平時,光耦I(lǐng)C4導通,V1截止而V2導通,輸出正驅(qū)動電壓,功率開關(guān)管V4工作在正常開關(guān)狀態(tài)。發(fā)生短路故障時,IGBT集電極電壓增大,由于Vce增大,比較器IC1輸出高電平,V5導通,IGBT實現(xiàn)軟降柵壓,降柵壓幅度由穩(wěn)壓管VD2決定,軟降柵壓時間由R6C1形成2μs。同時IC1輸出的高電平經(jīng)R7對C2進行充電,當C2上電壓達到穩(wěn)壓管VD4的擊穿電壓時,V6導通并由R9C3形成約3μs的軟關(guān)斷柵壓,軟降柵壓至軟關(guān)斷柵壓的延遲時間由時間常數(shù)R7C2決定,通常選取在5~15μs。
V5導通時,V7經(jīng)C4R10電路流過基極電流而導通約20μs,在降柵壓保護后將輸入驅(qū)動信號閉鎖一段時間,不再響應輸入端的關(guān)斷信號,以避免在故障狀態(tài)下形成硬關(guān)斷過電壓,使驅(qū)動電路在故障存在的情況下能執(zhí)行一個完整的降柵壓和軟關(guān)斷保護過程。
V7導通時,光耦I(lǐng)C5導通,時基電路IC2的觸發(fā)腳2獲得負觸發(fā)信號,555輸出腳3輸出高電平,V9導通,IC3被封鎖,封鎖時間由定時元件R15C5決定(約1.2s),使工作頻率降至1Hz以下,驅(qū)動器的輸出信號將工作在所謂的“打嗝”狀態(tài),避免了發(fā)生短路故障后仍工作在原來的頻率下,連續(xù)進行短路保護導致熱積累而造成IGBT損壞。只要故障消失,電路又能恢復到正常工作狀態(tài)。