PDF《HMV10126 产品说明书》

要么保持 IGBT 处于开通状态, (三电平模式),由上位机统一关断. 图9过流保护检测电路 ? 欠压保护 驱动板同时监测副边正负电源. 当副边正电压或者负电压的绝对值低于阈值电压 时,驱动电路将判定发生了欠压故障,将反馈一个故障信号给上位机. 模式 故障发生时状态 处理方式 两电平 开通 软关断 关断 保持关断 三电平 开通 保持开通,等上位机指令 关断 保持关断,等上位机指令 对于 IGBT 桥臂, Firstack 智能驱动强烈建议不要让桥臂中的任何一个 IGBT 工作在 欠压状态.由于 CCG 的存在,当桥臂中的某个 IGBT 开通时,其带来的高 dv/dt 可通过 HMV10126 www.firstack.com Page

14 CCG 耦合到另一个 IGBT, 导致另一个 IGBT 微导通. 同时, 较低的门极电压, 将增大 IGBT 的开关损耗. ? 软关断 当发生直通短路时,IGBT 会迅速退饱和,其两端的电压 VCE 会达到直流母线电压;

而流过 IGBT 的电流 IC,会达到额定电流的

4 倍甚至更多,取决于 IGBT 的类型及门极 电压.这时,IGBT 所消耗的功率,会瞬时达到兆瓦级.如果不能在很短的时间内减小 短路电流,IGBT 会因为芯片过热而烧毁.然而,如果短路时的关断速度像正常关断一 样快,会产生很大的 di/dt,由于寄生电感的存在,该di/dt 会在 IGBT 两端带来很大的 电压尖峰, 使得 IGBT 过压击穿. 为了解决短路时的关断尖峰,Firstack 智能驱动电路引入了软关断技术.在IGBT 发生直通短路时, 在保证短路时间不超过 10us 的前提下, 通过缓慢的降低门极电压 VGE, 既保证了 IGBT 芯片不会因为过温烧毁, 也有效降低了 di/dt, 避免了关断时的电压尖峰, 保证了 IGBT 的安全. 图10 FF1400R17IP4 在1100V 下的短路波形 上图中,CH1: VGE (蓝色);

CH2: VCE (红色);

CH3: IC (绿色) 图10 显示的是由Firstack IGBT 驱动电路控制的1700V/1400A IGBT (FF1400R17IP4)在直流母线为 1100V 时的短路波形.短路电流峰值 6400A(4.5 倍 于额定电流) ,在软关断的作用下,IC 缓慢下降,VCE 几乎没有任何的过冲,安全地关断 了IGBT. HMV10126 www.firstack.com Page

15 ? 有源钳位 在系统出现过载或者负载侧短路时,IGBT 的关断电流会大幅增加.在这些工况下, 有源钳位可以保护 IGBT,避免由于关断过压引起的失效. 当VCE 电压超过 TVS 的阈值后,TVS 被击穿,电流灌入门极,使得 VGE 上升,IGBT 进入线性区,从而将关断电压限制在安全的范围内. (TVS 在适配板) 图11 有源钳位原理示意图 ? 分级开通 对于高压大功率的模块,每开关一次的能量都非常大,往往能够达到几焦耳甚至十 几焦,通过在开关过程中使用不同的门极电阻,来实现开通过程的优化. 图12 分级开通原理图 HMV10126 www.firstack.com Page

16 图13a 不带分级开通 上图中,CH1: VGE (蓝色);

CH2: VCE (红色);

CH4: IC (粉红色) 图13b 带分级开通 上图中,CH1: VGE (蓝色);

CH2: VCE (红色);

CH4: IC (粉红色) ? 分级关断 在一些大杂散电感的应用场合中,比如 NPC I 型三电平的大换流回路,IGBT 每次 关断都会面临关断尖峰过高的风险.由于 TVS 热容的限制,有源钳位技术并不适用于 这些场合,这时分级关断技术就能起到很大的作用.通过在关断过程中使用不同的关断 电阻,来优化整个关断过程,达到抑制关断尖峰的作用. HMV10126 www.firstack.com Page

17 图14 分级关断原理图 图15a 不带分级关断 上图中,CH1: VGE (蓝色);