[align=left]摘要：提出了一種直接檢測(cè)IGBT發(fā)生短路故障的方法，在詳細(xì)分析IGBT短路檢測(cè)原理的基礎(chǔ)上給出了相應(yīng)的IGBT短路保護(hù)電路。仿真及實(shí)驗(yàn)結(jié)果均證明該電路工作穩(wěn)定可靠，能很好地對(duì)IGBT實(shí)施有效的保護(hù)。 [/align] 根據(jù)以上的分析可知，在正常情況下，IGBT導(dǎo)通時(shí)的管壓降Uce（sat）的值都比較低，通常都小于器件手冊(cè)給出的數(shù)據(jù)Uce（sat）的額定值。但是，如果Ｈ型橋式變換電路發(fā)生故障（如同一側(cè)橋臂上的上下兩只IGBT同時(shí)導(dǎo)通的 “直通”現(xiàn)象），則這時(shí)在下管IGBT的Ｃ～Ｅ極兩端將會(huì)產(chǎn)生比正常值大很多的管電壓。若能將此故障時(shí)的管壓降值快速地檢測(cè)出來，就可以作為對(duì)IGBT進(jìn)行保護(hù)的依據(jù)，從而對(duì)IGBT實(shí)施有效的保護(hù)。 [align=left] 由對(duì)圖１所示電路的分析，可以得到IGBT短路保護(hù)電路的原理電路圖。IC4及其外圍器件構(gòu)成選通邏輯電路，由IC5及其外圍器件構(gòu)成濾波及放大電路，IC2及其外圍器件構(gòu)成門限比較電路，ＩＣ１及其外圍器件構(gòu)成保持電路。正常情況下，D1、D2、D3的陰極所連接的IC2D、IC2C及CD4011的輸出均為高電平，IC1的輸出狀態(tài)不會(huì)改變。假設(shè)由于某種原因，在給T2發(fā)驅(qū)動(dòng)信號(hào)的時(shí)候，Ｈ型橋式PWM變換電路的左半橋下管T2的管壓降異常升高（設(shè)電平值為“高”），即UT2-d端電壓異常升高，則該高電平UT2-d通過R2加在D8的陰極；同時(shí)，發(fā)給T2的高電平驅(qū)動(dòng)信號(hào)也加在二極管D5的陰極。對(duì)IC2C來說，其反相輸入端為高電平，若該電平值大于同相輸入端的門檻電平值的話，則IC2C輸出為“低”。該“低”電平通過D2加在R-S觸發(fā)器IC1的R輸入端，使其輸出端Ｑ的輸出電平翻轉(zhuǎn)，向控制系統(tǒng)發(fā)出IGBT故障報(bào)警信號(hào)。如果是由于右半橋下管T4的管壓降異常升高而引起IC2D輸出為“低”，則該“低”電平通過D5加在R-S觸發(fā)器IC1的Ｒ輸入端，使其輸出端Ｑ的輸出電平翻轉(zhuǎn)，向控制系統(tǒng)發(fā)出IGBT故障報(bào)警信號(hào)。由IC5A和IC5C及其外圍器件構(gòu)成的濾波及放大電路將選通電路送來的描述IGBT管壓降的電壓信號(hào)進(jìn)行預(yù)處理后，送給由IC5B構(gòu)成的加法器進(jìn)行運(yùn)算處理。若加法器的輸出電平大于由R22和R32確定的門檻電平，則會(huì)使R-S觸發(fā)器IC1的R端的第三個(gè)輸入端為“低”，也向控制系統(tǒng)發(fā)出IGBT故障報(bào)警信號(hào)。改變由R22和R32確定的門檻電平，就可以靈活地改變這第三路報(bào)警信號(hào)所代表的物理意義，從而靈活地設(shè)計(jì)保護(hù)電路。端子T4-d、T2-d，分別接在T4、T2的集電極上，T4-G、T2-G分別接IGBT器件T4、T2的驅(qū)動(dòng)信號(hào)。在電路設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)該特別注意的是，D8、D5、D9、D4必須采用快速恢復(fù)二極管。 [/align] [align=left] 當(dāng)圖１所示的PWM變換器工作在單相高頻整流模式下，應(yīng)用PSPICE仿真軟件對(duì)電路進(jìn)行仿真研究。仿真波形相當(dāng)于在電路中IC5B的第7腳觀察到的信號(hào)波形。仿真結(jié)果表明，檢測(cè)電路可以快速、有效地將PWM變換器的下管導(dǎo)通時(shí)的管壓降檢測(cè)出來。圖3所示波形是實(shí)際電路工作時(shí)檢測(cè)到的相關(guān)波形。圖中，１＃通道顯示的是單相高頻整流電感電流的給定波形，２＃通道顯示的是實(shí)際檢測(cè)到電路中IC5B的第７腳的工作波形。比較圖2和圖3可以得出，該檢測(cè)電路可以快速、有效地檢測(cè)出IGBT導(dǎo)通時(shí)的管壓降，從而對(duì)IGBT實(shí)施有效的保護(hù)。 [/align]