IGBT短路試驗？

電力電子IGBT短路試驗

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IGBT短路試驗：

首先明確一點，IGBT的短路和過流區別！

IGBT短路分為一類短路和二類短路

一類短路指直通雙橋壁的另一個IGBT，讓另一個IGBT導通，迴路中雜散電感很小，nH的電感

二類短路指迴路中雜散電感很大，uH的電感，屬於過流！

短路電感很小，電流上升很快，危害性很大，過流時，電流上升相對慢！

當採用霍爾感測器進行保護時，因為霍爾感測器和濾波電路的延遲在ms量級，對於一類短路1us電流就能上升到4-5倍的額定電流值，10us內沒有關斷就會過熱爆炸，採用霍爾感測器保護肯定不行，所以保護短路是通過驅動板保護的，過流保護通過霍爾感測器！

霍爾感測器保護，就是設置一個基準進行比較，進行軟體保護！

短路保護，首先明確幾個概念，1.退飽和；2.有源鉗位！

個人理解，短路的本質，當出現一類短路時，母線電壓全部加在IGBT的CE兩端，U=Ldi/dt，會產生很大的di/dt，也會產生很大的電流ic，當電流上升到額定電流的4-5倍(這個值和兩個因素有關，1.和VGE的電壓大小有關，例如18V比15V能達到的電流大，這個就類似於三極體的電流放大，ic=貝塔ib；2.和器件有關，就相當於不同的管子對應不同的放大倍數，即貝塔！一般在15V驅動時，因非凌的倍數是4-5倍)！

當電流達到這個值時，根據IGBT的動態特性曲線可知，當達到4-5倍的電流值時，IGBT會由飽和導通（導通電壓2V左右）進入線性區，即退飽和現象，此時IGBT上產生的熱量為UIt，當沒有及時關斷時，會過熱爆炸！所以出行短路時，IGBT出現的特性是Vce電壓上升，當驅動板檢測到Vce達到一定值時，判斷為短路，對其進行保護！

還有一個概念，有源鉗位，這點區別與迴路中採用疊層母排減小漏感和採用吸收迴路來降低關斷時產生的尖峰電壓不同！當短路被驅動板保護時，關斷脈衝信號，會產生一個比母線電壓高的電壓加在vce上，迴路中雜散電感產生的，電壓過高也會損耗igbt，所以通過有源鉗位電路，當驅動信號關斷時，Vce立刻上升，此時TVS管導通，將C點的電勢鉗住，此時會有電流由c流向g，將g點電勢提高，使得關斷速率降低，減緩關斷速率，所以鉗住vce的電壓，通過TVS管去鉗住vce的電壓是在短路情況下使用的，不能通過此電路去作為每個開關周期中雜散電感產生電壓峰值的電路，會損毀TVS管！

關於TVS管和穩壓二極體的區別，有待進一步了解！

上面igbt的短路分析是結合concept驅動板的電路分析得出，有錯誤望指出！當然正常情況下也會按照這個進行保護得到所需的波形！

可是今天實驗採用的是青銅劍的驅動板，富士的IGBT，電流已經超過1000A，還沒有出現退飽和，廠家說是由於短路迴路中電感太大，不能退飽和，不能理解，附波形和大家分析

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模塊級短路試驗，就半橋而言，上橋Vge=15v保持開通狀態、下橋ge短接、負載短路，母線電壓從600v開始測，電壓脈衝寬度從5us開始增加，每次增加1us到擊穿為止。若未擊穿則增加母線電壓重複上面的步驟，直到IGBT掛，產品手冊上一般只會給600v電壓下短路小於10us。Infineon的晶元可以做到短路電流控制在5-6倍額定電流，IR可以在7-8倍，國產晶元目前看到的很多超過10倍。從晶元結構來看，平面型的晶元扛造有的可以撐到20us，溝槽型的弱一些，當然具體還得看晶元面積，越大越扛造。

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有毛翅，會炸雞 ！！短路試驗做一次就夠了

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自己做個雙脈衝玩玩得了，真炸雞了啥也看不到啊啊

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前面 @冷冷不冷 提到的是普通工業級IGBT的短路。能把英飛凌寫成因非凌，也是醉了。

補充幾點

關於10us的短路時間，並不是所有器件都保證10us短路時間的。比如各種IPM，醫療設備常用的高頻IGBT，電動汽車領域的一些器件，全SiC的MOSFET等等。

另外，在高壓IGBT領域還有一些短路試驗的方式。我一般稱之為花樣作死。

1. IGBT的RBSOA一般是兩倍的額定電流可以可靠關斷。那麼先通兩倍電流再發生一次負載短路會發生什麼呢？器件還能堅持住么？

2. 先是正常的半橋試驗，上關下開。然後把下橋臂關閉，這個時候電流就通過上橋臂二極體續流了。經過一個死區，上橋臂打開了，電流還是過上橋臂二極體的。這個時候下橋臂因為各種雜訊誤導通了，出現了上面說的一次短路。這個和直接做一類短路不太相同。但是器件一般還都抗的住。

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