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目前，功率模塊正朝著集成化、智能化和模塊化的方向發(fā)展。功率模塊為機電一體化設(shè)備中弱電與強電的連接提供了理想的接口。

　　在任何運行狀態(tài)下，功率模塊都需要受到保護，以避免其承受不允許的電流應(yīng)力，也就是說，避免功率模塊的運行區(qū)超出所給定的安全工作區(qū)。

　　超出安全工作區(qū)運行將導(dǎo)致功率模塊受損傷，其壽命會由此而縮短。情況嚴(yán)重時還會立刻導(dǎo)致功率模塊的損壞。

　　因此，重要的是先檢測出臨界的電流狀態(tài)和故障，然后再去恰當(dāng)?shù)仨憫?yīng)它們。

　　本文的敘述主要是針對IGBT的過電流保護，但是，也可以類推應(yīng)用到功率MOSFET。

　　1 故障電流的種類

　　故障電流是指超過安全工作區(qū)的集電極或漏極電流。它可以由錯誤的控制或負載引起。

　　故障電流可通過以下機理導(dǎo)致功率半導(dǎo)體的損壞；

　　1)由高功率損耗導(dǎo)致的熱損壞；

　　2)動態(tài)雪崩擊穿；

　　3)靜態(tài)或動態(tài)的擎住效應(yīng)；

　　4)由過電流引起的過電壓。

　　故障電流可進一步劃分為過電流、短路電流及對地故障電流。

　　1.1 過電流

　　特征：

　　1)集電極電流的di／dt低(取決于負載電感和驅(qū)動電壓)；

　　2)故障電流通過直流母線形成回路；

　　3)功率模塊沒有離開飽和區(qū)。

　　起因：

　　1)負載阻抗降低；

　　2)逆變器控制出錯。

　　1.2 短路電流

　　特征：

　　1)集電極電流急劇上升；

　　2)故障電流通過直流母線形成回路；

　　3)功率模塊脫離飽和區(qū)。

　　起因：

　　1)橋臂直通短路(圖l中的情況1)

　　一一由于功率模塊失效而引起；

　　一一由于錯誤的驅(qū)動信號而引起。

　　2)負載短路電流(圖l中的情況2)

　　一一由于絕緣失效而引起；

　　一一由于人為的失誤而引起(例如誤接線)。

　　1．3 對地故障電流

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