4.3.1IGBT的損壞機(jī)理與保護(hù)形式1、造成IGBT模塊損壞主要有以下原因：①由于IGBT內(nèi)部寄生晶閘管的存在，當(dāng)漏極電流很大時(shí)，發(fā)生擎住效應(yīng)，寄生晶閘管開通，漏極電流增大造成過高的損耗，最后導(dǎo)致IGBT損壞；在IGBT關(guān)斷時(shí)，IGBT也可能會(huì)發(fā)生擎住效應(yīng)，造成IGBT的損壞。②主電路發(fā)生短路故障時(shí)，IGBT由飽和導(dǎo)通區(qū)進(jìn)入放大區(qū)，集電極電流并未大幅度增加，但集電極-發(fā)射極之間的電壓很高，IGBT功耗很大，使IGBT發(fā)生局部過熱而損壞。4.3.1IGBT的損壞機(jī)理與保護(hù)形式③在高頻工作條件下，當(dāng)IGBT導(dǎo)通時(shí)，寄生電容通過IGBT放電，從而出現(xiàn)較大的浪涌電流，同時(shí)，與IGBT反并聯(lián)的續(xù)流二極管在阻斷能力恢復(fù)時(shí)，會(huì)因電流突變而在線路電感中產(chǎn)生換向過電壓；當(dāng)其關(guān)斷時(shí)，正向電流迅速降低，也會(huì)因線路中存在電感而在IGBT集電極-發(fā)射極之間產(chǎn)生較高的電壓值。④IGBT的最大飽和壓降為1.7～2.4V，當(dāng)新能源汽車工作在大功率運(yùn)行工況時(shí)，其輸出的電流很大，引起通態(tài)功耗增大；而且IGBT在開關(guān)過程中存在拖尾電流和超調(diào)電流，實(shí)際的開關(guān)損耗比理論計(jì)算的要高，若散熱不當(dāng)，則很可能會(huì)造成過熱損耗。4.3.1IGBT的損壞機(jī)理與保護(hù)形式2、針對(duì)IGBT的損壞原因，常采用以下的保護(hù)措施：

①在主電路中加入吸收電路，抑制過高的，對(duì)于IGBT模塊，可以采用在在直流輸入端加吸收電容的方法。②通過檢測(cè)IGBT導(dǎo)通壓降檢測(cè)過電流信號(hào)進(jìn)而控制切斷門極信號(hào)，實(shí)現(xiàn)過電流保護(hù)。③利用溫度傳感器檢測(cè)IGBT的殼溫，當(dāng)超過允許溫度時(shí)，由控制電路封鎖IGBT驅(qū)動(dòng)信號(hào)，實(shí)現(xiàn)過熱保護(hù)。④對(duì)于一般的過載和過電壓，可以利用傳感器檢測(cè)電流或電壓，進(jìn)行集中保護(hù)。4.3.1IGBT的損壞機(jī)理與保護(hù)形式

3、過電流保護(hù)措施：（1）降柵壓保護(hù)降柵壓保護(hù)是指當(dāng)IGBT出現(xiàn)過電流時(shí)，將柵極驅(qū)動(dòng)電壓降低。這種方法有兩大優(yōu)點(diǎn)：一是延長(zhǎng)IGBT的短路耐量，二是降低過電流幅值。4.3.1IGBT的損壞機(jī)理與保護(hù)形式

3、過電流保護(hù)措施：（2）慢關(guān)斷保護(hù)當(dāng)出現(xiàn)過電流時(shí)，IGBT的關(guān)斷時(shí)間不能太快，而是逐漸降低柵壓，直到關(guān)斷，這種方法稱為慢關(guān)斷保護(hù)法。采用慢關(guān)斷的原因是在過電流關(guān)斷時(shí)，電流由一個(gè)很大的值迅速下降，形成很大的di/dt，將會(huì)在電路的感性元件上產(chǎn)生很高的反電動(dòng)勢(shì)，給IGBT和其他元件造成強(qiáng)烈的過電壓沖擊。4.3.1IGBT的損壞機(jī)理與保護(hù)形式降柵壓保護(hù)法可以延長(zhǎng)IGBT的允許過電流時(shí)間，防止在大電流狀態(tài)下快速關(guān)斷，在感性元件上容易產(chǎn)生很高的反電動(dòng)勢(shì)。慢關(guān)斷保護(hù)法存在允許過電流時(shí)間短等不足。在電路設(shè)計(jì)中尅采用兩種保護(hù)方式相結(jié)合的方法，取兩者之長(zhǎng)，并克服各自的不足，是一種更完善的保護(hù)方法。4.3.2IGBT驅(qū)動(dòng)與保護(hù)電路的基本要求

GBT驅(qū)動(dòng)與保護(hù)電路的基本要求可歸納為以下幾點(diǎn)：①提供適當(dāng)?shù)恼蚝头聪蜉敵鲭妷?，使IGBT能夠可靠開通或關(guān)斷；②提供足夠大的瞬時(shí)功率或瞬時(shí)電流，使IGBT能夠及時(shí)迅速建立柵控電場(chǎng)而導(dǎo)通或關(guān)斷；③盡可能小的輸入、輸出延遲時(shí)間，以提高工作頻率；④足夠高的輸入輸出電器隔離性能，時(shí)控制信號(hào)電路與門極驅(qū)動(dòng)電路絕緣。⑤具有可靠的過電流保護(hù)能力。4.3.2IGBT驅(qū)動(dòng)與保護(hù)電路的基本要求為了使門極驅(qū)動(dòng)電路與控制信號(hào)電路隔離，應(yīng)采用抗干擾能力強(qiáng)，信號(hào)傳輸時(shí)間短的隔離器件。IGBT門極與發(fā)射極的布線應(yīng)盡量短，并且回路面積最小，以減小柵極電感和干擾信號(hào)的進(jìn)入。4.3.2IGBT驅(qū)動(dòng)與保護(hù)電路的基本要求

4.3.2IGBT驅(qū)動(dòng)與保護(hù)電路的基本要求一種基于光耦合器件隔離信號(hào)的驅(qū)動(dòng)電路上圖所示。驅(qū)動(dòng)電路是由MOSFE