시스템에서 IGBT의 단락 및 보호, IGBTModule

방법은 상단 및 하단 파이프를 보호합니다.

Photocupled Protection IGBT는 CE 전압을 감지함으로써 달성되며 V CE와 IC의 관계에 따라 IC가 빠르게 상승하면 VCE 값이 보호 지점 전압으로 상승하면 광 커플 링이 꺼집니다. 오류 신호를 DSP로 보내면 전체 프로세스는 일반적으로 5와 10US 사이입니다. 이러한 보호는 매우 민감하고 정확도가 좋지 않기 때문에 단락 보호에만 적합합니다. 그림 2는 VCE 및 IC의 다이어그램을 보여줍니다. GD200HFL120C2S. VCE가 증가함에 따라 IC의 증가가 증가하고 있습니다. IC AT + 7V는 실제로 모듈의 단락 전류를 훨씬 능가합니다. 동적 단락 테스트를 수행 할 때 L, VG, TR, TF 및 기타 매개 변수는 엄격하고 안정적인 제어를 가지며 전류는 일반적으로 8-10에서 제어됩니다. 시간 IC는 그림 3에 표시된 바와 같이, 단락은 시스템에서 테스트되며, 스위치 특성, 회로 부하 및 간섭으로 인해 전류가 종종 증가합니다.

광학 커플 링을 구동하기위한 일반적인 단락 보호

(i) PC929

PC929는 인버터 산업의 공통 구동 광학 커플 링이며 단락 보호 기능 (PC923 보호 기능이없는)입니다. 출력 피크 전류는 0.4A에 불과하기 때문에 후면에서 고급 IGBT를 추진하여 IGBT를 구동하기 위해 리어 엔드에서 증폭되어야합니다. PC 929가 구동 할 수있는 모듈의 전류는 튜브 선택에 따라 다릅니다. PC929가 튜브를 밀 수 있고 튜브가 IGBT를 밀 수있는 한, 달성 할 수 있습니다.

그림 3은 PC929 내부 보호 회로를 보여줍니다.

1, IGBT가 꺼지면 9 피트 C 전압이 0으로 당겨집니다.

2. IGBT가 켜져 있으면 VCC는 CP를 RC를 통해 충전하고 충전 전압이 + 7V 및 O2 전송을 초과합니다.

소프트 턴 오프를 사용하면 FS는 오류 신호 CPU를 동시에 보냅니다. FS는 낮은 수준에서 효과적이며 CP의 충전 속도는 RC 및 CP에 의해 결정됩니다.

3. IGBT가 꺼지면 C가 빠르게 끌려 가고 다운 속도는 IGBT 오프 속도보다 훨씬 큽니다.

많은 사람들은 PC 929가 오해가 발생하기 쉽다고 반영하지만 오해의 메커니즘은 명확하지 않습니다. 어떤 사람들은 보호 시간이 너무 짧다고 생각하는 반면, 다른 사람들은 IGBT의 압력 강하가 너무 크다고 생각합니다. 그런 다음 PC 929 오해가 IGBT의 보호 회로 설계에 매우 중요한 이유를 논의 해 봅시다.

이론적으로 VCE (SAT)가 클수록 IGBT가 선형 영역에서 보호 전압 + 7V에 더 빨리 도달합니다. 이는 정확하지만 오해의 원인은 아닙니다. IC의 값은 +의 포화 압력 강하에 해당합니다. 7V는 최대 과부하 전류의 포화 압력 강하보다 훨씬 큽니다. 일반 칩의 압력 강하는 1V 미만이며,이 간격은 비 쇼트 회로 상태에서 오해를 일으키지 않습니다.

IGBT가 정상적으로 열리면, 오해 오류의 주된 이유는 IGBT가 열릴 때 v ce의 시간이 떨어지고 C p의 충전 시간 때문입니다. 그림 4를 참조하십시오.

전원 공급 장치 VCC는 UCP의 충전 전압으로 RC를 통해 CP를 충전합니다.

VCE가 경로를 따라 내려 가면 VCE가 UCP가 + 7V에 도달하기 전에 + 7V 아래로 떨어졌으며 9 피트 전압은 + 7V 이상으로 나타나지 않습니다.

VCE가 경로 C를 떨어 뜨리면 UCP가 + 7V에 도달하면 VCE가 여전히 + 7V 이상인 경우 9 피트 전압 감지가 + 7V 이상으로 나타나 단락 회로 보호를 점프합니다.

결론 : 오류 조치 개방을 피하기 위해 충전 시간이나 오프닝 속도를 조금 더 빠르게 연장 할 수 있습니다.

(2) 316J

316J는 또한 IGBT 구동 및 광학 커플 링에 VCE 감지에 널리 사용됩니다. PC929의 가장 큰 차이점은 316J가 튜브가 필요없이 150A 모듈을 직접 구동 할 수 있다는 것입니다. 보호 메커니즘 측면에서 PC929와 매우 유사합니다. 그림 5 : IGBT가 꺼지면 Desat (14)가 고속 MO SFET을 통해지면으로 당겨지고 IGBT가 열린 후 MOSFET이 꺼지고 내부 전류 소스 및 커패시터 및 전압을 통해 14 피트가 충전됩니다. PC929는 + 7V 및 316J Protect.PC929가 저항을 통해 VCC로 커패시터를 충전하고 있습니다. 316J는 내부 전류 소스를 통해 커패시터를 직접 충전하고 있습니다. 커패시터는 일정한 전류 소스로 청구되므로 충전 시간은보다 정확하게 계산 될 수 있습니다.

t = cv / i, c = 100p를 선택하십시오.

t = 100p *7v /250u a = 2.8us

이는 VCE가 2.8US 내에서 + 7V 아래로 삭제해야한다는 것을 의미합니다. 그렇지 않으면 지연 될 것입니다.

그래프 6

단락 보호 실험의 도입

단락 회로 보호는 단락 형태 인 상대 단락에 따라 대체 단락으로 나눌 수 있지만, 단락의 종류에 관계없이 전류 흐름을 갖기 위해서는 루프를 구성해야하므로 단락 회로 설계에서 보호는 회로의 어느 위치에서나 감지 될 수 있습니다. 물론 효과는 동일하지 않습니다. 우리는 일반적으로 V CE를 감지하기로 결정했습니다.

전압은 비교적 효과적이고 신뢰할 수 있기 때문에.

인버터 산업 단계 단락 회로 보호 테스트에서는 작동 후 첫 번째 단락이 있고 단락 후 첫 번째 회로가 있습니다. 전자의 단락 조건은 비교적 단일이며 출력은 단락이되며, 개방 신호가 오면 전류가 발생합니다. 상승하기 시작합니다. 후자의 조건은 시스템이 실행 중일 때 단락 위치가 작업주기의 어느 시점에있을 수 있으므로 각 단락의 파형도 매우 다릅니다. 시스템에서, 우리는 작동 중 단락이, 전류가 더 높아질 수 있음을 발견했다. 왜냐하면 IGBT가 열리면 단락이 더 커지고, VG가 더 크게 증가하고, 선형 영역의 I C는 주로 VG의 영향을 받는다는 것을 발견했다.

I r es = c r es *dv /dt

VG = IRES*(RG+RI NT)

i c = k (v g -v th) 2

그림 7은 동적 테스터에서 측정 된 단락 파형을 보여줍니다. 우리는 I SC가 꾸준히 상승한 후에는 칩 자체에 의해 제한된다는 것을 알았습니다. 게이트 전압 VG는 전체 프로세스 동안 크게 방해되지 않았습니다.

그림 8은 주파수 변환기에서 1200V / 50A 모듈의 단락 파형을 보여줍니다.

-T 1 : DV / DT는 지속적으로 V g에 영향을 미칩니다. I SC가 상승하고 있으며 기울기는 기생 부하 인덕터 L, ISC = K (VG-Vth) 2에 의해 결정됩니다.

-T2 : DV / DT 정지는 VG에 영향을 미치고 VG 감소 및 ISC는 VG에 따라 감소합니다.

-T3 : VG는 안정적이고 ISC는 안정적입니다.

-T4 : IGBT OFF, ISC 감소, vce = vdc + di / dt * lbus이므로 전압 오버 슈트.