【技术】逆变器出现故障？高性能光耦驱动器帮您有效保护IGBT

时间： 2017-03-29 来源：芯片交易网（世强编辑整理）

技术问答

选型帮助

研发客服

商务客服

【摘要】为了实现对IGBT管VCEsat的有效检测和保护，RENESAS推出了光耦驱动器PS9402，可提供16-pin SOP封装，其集成了IGBT VCEsat退饱与检测和米勒钳位功能的隔离门极驱动器，因为集成了这些保护和反馈功能，可以大大简化IGBT驱动电路的外围设计。

逆变器中的故障可以通过对不同节点进行检测进而实现故障保护，当然，对于被检测到的故障的反应也有可能不尽相同。本文主要介绍如何实现快速保护，前提是故障在开关及其驱动端被检测到，并且开关器件由隔离驱动器直接关断。

如果故障检测位于开关及其驱动之外，则故障信号先被送到逆变器的控制器，并从控制器触发故障反应程序，这一过程通常被称为慢保护。而当前的变频器大多按其应用场合的特点，通过快慢保护程序相结合的方式来实现保护功能。

图1给出了一个典型的电压型变频逆变器拓扑。图中标注出了可能检测到故障电流的测试点。

图1：典型电压型逆变器的故障电流检测点示意图

故障电流的检测可做如下区分：

1）过电流：可在1-7点检测

2）桥臂直通短路：可在1-4和6-7点检测

3）负载短路：可在1-7点检测

4）对地短路：可在1、3、5、6点检测，或者通过计算1点与2点电流之差来得到。

原则上，短路电流要求快速实现保护，以在驱动电路的输出端实现直接控制，这是因为在短路发生后IGBT开关管必须在10us甚至更短时间内关闭。为此，故障电流可以在检测点3、4、6和7点处检测。

在1-5点的电流检测可通过测量分流器或感应式电流互感器来实现。分流器的方式实现简单，要求低电阻、低电感的功率分流器，测量信号易受干扰；而电流互感器比分流器复杂，但其测量信号不易受到干扰。

在测试点6和7，故障电流的检测可直接在IGBT的端子处进行。在这里比较常用的保护方法就是VCEsat饱和检测，如图2所示。VCEsat饱和检测应用了IGBT管参数表中所给出的集电极电流和正向电压的关系。一个快速的高压二极管被用来检测集电极-发射极电压，并与一个参考值相比较。如果参考值被超过，故障响应程序就会被触发，然后关闭IGBT管。由于短路时IGBT会迅速脱离饱和区，所以VCEsat检测非常适合于短路检测。

为了保证在正常运行时安全可靠地开通IGBT，开通时VCEsat检测在集电极-发射极电压降到参考电压值以下前必须被锁定。由于在这一时间内短路保护并不存在，所以该锁定时间不能超过10us。当然，温度以及器件参数的离散性会影响VCEsat的检测，但这一点比较容易克服。

图2：故障电流的Vcesat检测

为了实现对IGBT管VCEsat的有效检测和保护，各种智慧型隔离驱动陆续被推出来满足这种需求。Renesas推出的光耦驱动器PS9402就是其中的一个典型产品。

PS9402是集成了IGBT VCEsat退饱与检测和米勒钳位功能的隔离门极驱动器。因为其集成了这些保护和反馈功能，可以大大简化IGBT驱动电路的外围设计。目前PS9402可提供16-pin SOP封装的产品，见图3。

图3： PS9402实物图

发送到邮箱 |
+1 赞 0
收藏
评论 133
| 转发至：

本网站所有内容禁止转载，否则追究法律责任！

全部评论（133）

尼古拉斯福旺 Lv7. 资深专家 2019-01-24

看起来跟333j差不多，价格有优势么
可乐2013 Lv7. 资深专家 2019-01-24

不错，学习了
伏藏 Lv3. 高级工程师 2019-01-23

厉害厉害
用户20268907 Lv6. 高级专家 2019-01-22

学习了
用户75754124 Lv5. 技术专家 2019-01-18

可以，加油

小白扬 Lv5. 技术专家 2019-01-17

学习
用户37866299 Lv6. 高级专家 2019-01-16

学习
Locust Lv7. 资深专家 2019-01-13

学习了
Jin Lv8. 研究员 2019-01-11

好东西！
hghee Lv8. 研究员 2019-01-10

支持一下

展开更多评论

IGBT驱动光耦：连接控制与功率的桥梁

IGBT驱动光耦作为现代电力电子系统中不可或缺的组成部分，它连接了控制层与功率层，确保了系统的高性能和可靠性。随着电力电子技术的不断演进，未来IGBT驱动光耦将继续发展，以满足更高性能、更高可靠性和更高集成度的需求。随着这些技术的进步，我们可以期待电力电子系统将变得更加高效、更加环保、更加智能。

技术探讨发布时间 : 2024-05-29

IGBT驱动光耦的原理、应用与市场前景

随着电力电子技术的飞速发展，IGBT（绝缘栅双极晶体管）作为一种具有高效率、高功率密度和易于驱动的电力电子器件，在电机控制、新能源发电、电力输送等领域得到了广泛应用。而IGBT驱动光耦作为实现IGBT精确控制的关键元件，其重要性不言而喻。本文将详细介绍IGBT驱动光耦的原理、应用及市场前景。　　

技术探讨发布时间 : 2024-02-29

【技术】隔离放大器+多功能栅极驱动器实现变频器IGBT保护

Silicon Labs公司的隔离放大器提供了保护IGBT免于遭受过电流、过载和过电压情况的有效方法。使用Si8920隔离放大器搭配功能多样的栅极驱动器，如Si828x可以实现高成本效益的充分IGBT保护方案。

技术探讨发布时间 : 2016-11-17

数明半导体（Sillumin）隔离器件和门极驱动器选型指南

目录- 公司简介隔离器件、门极驱动选型表隔离器件介绍单通道隔离驱动器双通道隔离驱动器带保护功能隔离驱动器数字隔离器 HVIC门极驱动器应用领域

型号- SLMI77XX系列,SLM27511,SLM2003E,SLM27512,SLM2003S,SLMI8273,SLM2104S,SLMI8232,SLMI8233,SLMI8230,SLMI8274,SLM2108S,SLMI8231,SLMI8275,SLMI7740,SLMI5320,SLMI7742,SLMI8234,SLMI7741,SLMI8235,SLM345,SLMI77XX,SLM346,SLMI776X,SLM2110,SLMI330,SLM2752X,SLM7888,SLMI772X,SLMI334,SLMI333,SLMI332,SLMI331,SLMI137,SLMI335,SLM27524,SLM27525,SLMI772X系列,SLM2181,SLM27523,SLMI776X系列,SLM2101S,SLM341,SLM2004S,SLM343,SLM340,SLMI827X系列,SLM21814,SLMI823X系列,SLMI33X系列,SLMI5952,SLM27517,SLM21XX,SLM2186,SLM2184S,SLM27519,SLM2304S,SLM27211,SLM20XX系列,SLM2005S,SLMI23514,SLM2106S,SLMI7760,SLMI7762,SLMI7761,SLMI7720,SLMI827X,SLMI7763,SLMI7721,SLMI823X,SLM34X,SLMI774X,SLM2005E,SLMI7769,SLMI350,SLM21XX系列,SLM2015,SLM2136,SLM2106B,SLM21867,SLM2014,SLMI33X,SLMI774X系列,SLM34X系列,SLM21364,SLM2103S,SLM2009,SLMI5852,SLM2001S,SLM20XX,SLM2751X

选型指南 - 数明半导体 - V1.0 - 2022.01 PDF 中文下载