典型IGBT短路保护电路

1．检测短路时U CE 在增大的短路保护电路

图5-14所示是采用IGBT 过流时U CE 增大的原理构成的保护电路，该电路采用IGBT 专用驱动器EXB841。EXB841内部电路能很好地完成降栅压及软关断功能，并具有内部延迟功能，以消除干扰产生的误动作。如果发生短路，含有IGBT 过流信息的U CE 不直接送至EXB841的IGBT 集电极电压监视脚⑥上，而是快速关断快速恢复二极管VD1，使比较器IC1 (LM339)的U+电压大于U-电压，比较器输出高电平，由VD1送至EXB841的⑧脚，启动EXB841内部电路中的降栅压及软关断电路，低速切断电路慢速关断IGBT 。这样既避免了集电极电流尖峰损坏IGBT ，又完成了IGBT 短路保护。该电路的特点是，消除了由VD1正向压降随电流不同而引起的关断速度不同的差异，提高了电流检测的准确性，同时由于直接利用EXB841内部电路中的降栅压及软关断功能，整体电路简单可靠。

2．利用电流互感器检测IGB1’过流的短路保护电路

图5-15所示是利用电流传感器检测IGBT 过流的短路保护电路，电流传感器(SC)初级（1匝）串接在IGBT 的集电极电路中，次级感应的过流信号经整流后送至比较器IC1的同相输入端，与反相端的基准电压进行比较后，IC1的输出送至具有正反馈的比较器IC2，其输出接至PWM 控制器UC3525的输出控制脚⑩。不过流时，A 点电位UAUref，UB 为高电平，此时经R1给C3充电。经一定的延时后，UC 将大于Uref ，IC2输出高电平，

EXB841保护电路工作，使IGBT 降栅压软关断。IGBT 关闭后，电流互感器初级无电流流过，使UA 又小于Uref ，UB 回到0.2V 左右，C3经R1放电。当Uc

有效值减小，达到保护IGBT 的目的。电位器

RP1用于调整

IC1比较器过流动作阈值。电容器C3可经VD5和R5快速充电，经R1慢速放电。只要合理地选择R1、R5和C3的参数，可实现EXB841比较快关闭IGBT 而较慢恢复IGBT 。正反馈电阻R7保证IC2比较器具有迟滞特性，和R1和C3充放电电路一起保证IC2的输出不至于在高、低电平之间频繁变化，使IGBT 频繁开通、关断而损坏，提高了电路的可靠性。

3．利用IGBT 短路时UCE 增大的原理和电流互感器过流检测的综合短路保护电路

图5- 16所示是利用IGBT 短路时UCE 增大的原理和电流传感器检测的综合保护电路。该

电路的工作原理是：当负载短路（或IGBT 由于其他故障过流）时，IGBT 的UCE 将增大，VD1关断，导致由R1提供的电流经R2和R3分压器分压使V3导通，从而使IGBT 的栅极电压由ZD 所限制而降压，限制了IGBT 峰值电流的幅度。该电压同时经R5及C3延迟使V2导通，输出软关断信号。为了提高短路保护电路的可靠性，在短路时由电流传感器检测短路电流，经比较器IC1输出的高电平使V3导通进行降栅压，V2导通，进行IGBT 软关断保护。