IGBT的過電流保護

　　IGBT的過流保護電路可分為兩類:一類是低倍數(1.2 ~ 1.5倍)過載保護；一種是高倍數(高達8 ~ 10倍)短路保護。

　　對于過載保護，不需要快速響應，可以采用集中保護，即檢測輸入端或DC鏈路的總電流。當該電流超過設定值時，比較器翻轉并阻斷所有IGBT驅動器的輸入脈沖，從而使輸出電流降至零。這種過載電流保護一旦激活，只能通過復位恢復正常運行。

　　IGBT能短時間耐受短路電流，耐受短路電流的時間與IGBT的飽和壓降有關，隨著飽和壓降的增大而延長。比如飽和壓降小于2V的IGBT可以承受短路時間小于5μs，飽和壓降3V的IGBT可以承受短路時間長達15μs，在4 ~ 5v可以達到30μs以上。存在上述關系是因為隨著飽和導通壓降的降低，IGBT的阻抗也降低，同時短路電流增大。短路期間的功耗隨著電流的平方增加，導致承受短路的時間迅速減少。

　　通常有兩種保護措施:軟關斷和降低柵極電壓。軟關斷是指在發生過流和短路時，直接關斷IGBT。而軟關斷抗干擾能力差，一旦檢測到過流信號就會關斷，容易造成誤動作。為了提高保護電路的抗干擾能力，可以在故障信號和保護電路啟動之間增加一個延時，但是在這個延時過程中故障電流會急劇上升，大大增加了功率損耗，也導致了器件的di/dt增加。因此，保護電路經常被啟動，而設備仍然是壞的。

　　降低柵極電壓的目的是當檢測到器件過電流時立即降低柵極電壓，但器件保持導通。柵壓降低后有一個固定的延時，在這個延時期間故障電流被限制在一個很小的值，降低了器件發生故障時的功耗，延長了器件的抗短路時間，并且可以降低器件關斷時的di/dt，對器件保護非常有利。如果延時后故障信號仍然存在，則器件關閉，如果故障信號消失，驅動電路可以自動恢復正常工作狀態，大大增強了抗干擾能力。

　　IGBT開關過程中的過電壓

　　當IGBT關斷時，其集電極電流將高速下降，尤其是在短路故障的情況下。如果不采取軟關斷措施，其臨界電流將降低幾Ka/μ s..極高的電流下降率會在主電路的分布電感上感應出很高的過電壓，導致IGBT在關斷時損壞。所以從關斷的角度來說，希望主電路的電感和電流下降率越小越好。但對于IGBT的開通，集電極電路的電感有助于抑制續流二極管的反向恢復電流和電容充放電引起的峰值電流，降低開通損耗，承受更高的開通電流上升率。一般來說，IGBT開關電路的集電極不需要串聯電感， 并且可以通過改善柵極驅動條件來控制其導通損耗。