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深圳市瑞申電子有限公司

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功率電感:IGBT應用設計全面剖

時間:2014-12-17 17:09:12 點擊:
 過壓保護則可以從以下幾個方面進行:

●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IGBT關斷時,吸收電感中釋放的能量,以降低關斷過電壓。

●適當增大柵極電阻Rg。

IGBT的過熱保護一般是采用散熱器(包括普通散熱器與熱管散熱器),并可進行強迫風冷。

傳統與新型IGBT保護模式對比

在傳統的使用和設計IGBT的過程中,基本上都是采用粗放式的設計模式,所需余量較大,系統龐大,但仍無法抵抗來自外界的干擾和自身系統引起的各種失效問題。那么該如何突破傳統的IGBT系統電路保護設計來解決上述問題呢?

傳統保護模式:

護方案防止柵極電荷積累及柵源電壓出現尖峰損壞IGBT——可在G極和E極之間設置一些保護元件,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);兩個反向串聯的穩壓二極管V1和V2,是為了防止柵源電壓尖峰損壞IGBT。另外,還有實現控制電路部分與被驅動的IGBT之間的隔離設計,以及設計適合柵極的驅動脈沖電路等。然而即使這樣,在實際使用的工業環境中,以上方案仍然具有比較高的產品失效率——有時甚至會超出5%。相關的實驗數據和研究表明:這和瞬態浪涌、靜電及高頻電子干擾有著緊密的關系,而穩壓管在此的響應時間和耐電流能力遠遠不足,從而導致IGBT過熱而損壞。

傳統保護模式和新型保護模式電路對比 插件電感器企業

新型保護模式:

將傳統的穩壓管改為新型的瞬態抑制二極管(TVS)。一般柵極驅動電壓約為15V,可以選型SMBJ15CA。該產品可以通過IEC61000-4-5浪涌測試10/700US6kV。

TVS反應速度極快(達PS級),通流能力遠超穩壓二極管(可達上千安培),同時,TVS對靜電具有非常好的抑制效果。該產品可以通過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。

將傳統電阻RG變更為正溫度系數(PPTC)保險絲。它既具有電阻的效果,又對功率電感器生產廠家溫度比較敏感。當內部電流增加時,其阻抗也在增加,從而對過流具有非常好的抑制效果。


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