igbt的驱动和短路保护,igbt的过电流保护-KIA MOS管
igbt的驱动和短路保护
IGBT作为一种新型的功率器件，具有电压和电流容量高等优点，开关速度远高于双极型晶体管而略低于MOS管，广泛地应用在各种电源领域。
IGBT的缺点，一是集电极电流有一个较长时间的拖尾，关断时间比较长，所以关断时一般需要加入负的电压加速关断;二是抗DI/DT的能力比较差，如果像保护MOS管一样在很大的短路电流的时候快速关断MOS管极可能在集电极引起很高的DI/DT，使UCE由于引脚和回路杂散电感的影响感应出很高的电压而损坏。
IGBT的短路保护一般是检测CE极的饱和压降实现，当集电极电流很大或短路时，IGBT退出饱和区，进入放大区。上面说过这时我们不能直接快速关断IGBT，我们可以降低栅极电压来减小集电极的电流以延长保护时间的耐量和减小集电极的DI/DT。
如果不采取降低栅极电压来减小集电极的电流这个措施的话2V以下饱和压降的IGBT的短路耐量只有5μS。3V饱和压降的IGBT的短路耐量大约10-15μS，4-5V饱和压降的IGBT的短路耐量大约是30μS。
还有一点，降栅压的时间不能过快，一般要控制在2μS左右，也就是说为了使集电极电流从很大的短路电流降到过载保护的1.2-1.5倍一般要控制在2μS左右，不能过快，在过载保护的延时之内如果短路消失的话是可以自动恢复的，如果依然维持在超过过载保护电流的话由过载保护电路关断IGBT。
所以IGBT的短路保护一般是配合过载保护的，下面是一个TLP250增加慢降栅压的驱动和短路保护的应用电路图：
图中电路正常工作时，ZD1的负端的电位因D2的导通而使ZD1不足以导通Q1截止;D1的负端为高电平所以Q3也截止。C1未充电，两端的电位为0。IGBTQ3短路后退出饱和状态，集电极电位迅速上升，D2由导通转向截止。
当驱动信号为高电平时，ZD1被击穿，C2能够使Q1的开通有一小段的延时，使得Q3导通时可以有一小段的下降时间，避免了正常工作时保护电路的误保护。
ZD1被击穿后Q1由于C2的存在经过一段很短的时间后延时导通，C1开始通过R4、Q1充电，D1的负端电位开始下降，当D1的负端电位开始下降到D1与Q3be结的压降之和时Q3开始导通，Q2、Q4基极电位开始下降，Q3的栅极电压也开始下降。
当C1充电到ZD2的击穿电压时ZD2被击穿，C1停止充电，降栅压的过程也结束，栅极电压被钳位在一个固定的电平上。Q3的集电极电流也被降低到一个固定的水平上。
IGBT的过电流保护
IGBT的过电流保护是为了限制短路电流，将其控制在安全工作范围内，以防止IGBT损坏。当上下电极同时导通时，电源电压几乎完全施加在开关上。在这种情况下，高短路电流可能导致器件损坏。
一种包含隔离光耦和过电流保护的IGBT驱动电路，如下图所示。
1.隔离光耦（6N137）：高速隔离光耦6N137确保了输入和输出信号之间的电气隔离，适用于高频应用。
2.驱动电路：采用推挽输出配置，主要驱动电路降低输出阻抗，增强了驱动能力，适用于高功率IGBT的驱动。
3.过电流保护：过电流保护电路依赖于集电极饱和。当发生过电流时，IGBT被关闭。此保护机制涉及到组件，如V1、V3、V4、D1、R6、R7和V2，它们共同检测和响应过电流条件。
额外的双向电压稳压器（D3和D4）用于保护电源器件免受静电放电。
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