變頻電源驅(qū)動電路中IGBT的過熱保護(hù)

變頻電源在正常工作情況下流過IGBT的電流較大，開關(guān)頻率較高，故而器件的損耗也比較大，如果熱量不能及時散掉，使得器件的結(jié)溫Tj超過Tjmax，則可能造成IGBT損壞。

IGBT的功耗包括穩(wěn)態(tài)功耗和動態(tài)動耗，其動態(tài)功耗又包括開通功耗和關(guān)斷功耗。在進(jìn)行熱設(shè)計(jì)時，不僅要保證其在正常工作時能夠充分散熱，而且還要保證其在發(fā)生短時過載時，IGBT的結(jié)溫也不超過Tjmax。

當(dāng)然，受設(shè)備的體積和重量等的限制以及性價比等因素，IGBT的散熱系統(tǒng)也不可能無限制地擴(kuò)大?？稍诳拷麵GBT處加裝一溫度繼電器等，檢測IGBT的工作溫度。檢測電路在檢測到發(fā)生異常時有控制電路發(fā)出關(guān)斷IGBT的指令，以保護(hù)IGBT。

在IGBT上安裝和固定散熱器時應(yīng)注意以下事項(xiàng)：

(1)由于熱阻隨IGBT安裝位置的不同而不同，因此，若在散熱器上僅安裝一個IGBT時，應(yīng)將其安裝在正中間，以便使得熱阻最??；當(dāng)要安裝幾個IGBT時，應(yīng)根據(jù)每個IGBT的發(fā)熱情況留出相應(yīng)的空間。

(2)使用帶紋路的散熱器時，應(yīng)將IGBT較寬的方向順著散熱器的紋路，以減少散熱器的變形。

(3)散熱器的安裝表面光潔度應(yīng)≤10μm，如果散熱器的表面不平，將大大增加散熱器與器件的接觸熱阻，甚至在IGBT的管芯和管殼之間的襯底上產(chǎn)生很大的張力，損壞ICBT的絕緣層。

(4)為了減少接觸熱阻，最好在散熱器與IGBT模塊間涂抹導(dǎo)熱硅脂。

在應(yīng)用IGBT時只要在過壓、過流、過熱等幾個方面都采取有效的保護(hù)措施后，在實(shí)際應(yīng)用中均能夠取得良好的效果，才能保證IGBT安全可靠地工作。

在IGBT的驅(qū)動和保護(hù)電路設(shè)計(jì)時應(yīng)注意以下事項(xiàng)：

(1) IGBT由于有集電極一柵極寄生電容的密勒效應(yīng)影響，能引起意外的電壓尖峰損害，所以設(shè)計(jì)時應(yīng)讓柵極電路的阻抗足夠低以盡量消除其負(fù)面影響。

(2)柵極串聯(lián)電阻和驅(qū)動電路內(nèi)阻抗對IGBT的開通過程及驅(qū)動脈沖的波形都有很大影響。所以設(shè)計(jì)時應(yīng)綜合考慮。

(3)應(yīng)采用慢降柵壓技術(shù)來控制故障電流的下降速率，從而抑制器件的du/dt和Uce的峰值，達(dá)到短路保護(hù)的目的。

(4)在工作電流較大的情況下，為了減小關(guān)斷過電壓，應(yīng)盡量減小主電路的布線電感，吸收電容器應(yīng)采用低感型。