基于两级di/dt检测IGBT模块短路策略（四）

　　图5为本文设计的两级di/dt分别检测两类短路的波形。通过观察图5(a)实验波形可知，发生一类短路后开通约2.4 μs时，第二级di/dt已检测出一类短路状态并将短路信号送给前级CPLD，驱动器采取相应的软关断措施将电流最大值限制在3.16 kA，短路持续时间为2 μs，短路损耗约5 J。通过对比分析图4(a)和图5(a)可知，图5(a)的短路时间、短路电流和短路损耗远小于图4(a)。观察图5(b)二类短路实验波形可知，开通约5.6 μs，第一级di/dt立刻检测出二类短路状态，驱动器立即采取相应的软关断保护措施将电流最大值限制在4.2 kA，短路损耗约7 J。显而易见，短路时间、短路电流和短路损耗也比图4(b)小的多。

　　通过实验波形分析对比可知，两级电流变化率(di/dt)检测两类短路故障，可在传统VCE退饱和短路检测方法的检测盲区时间内就检测到短路故障，使IGBT驱动器有充足的反应时间。再结合相应的软关断保护策略，大大减小了IGBT的短路时间、短路电流，降低了短路功耗，最佳地保护了IGBT模块。

　　4 、结论

　　本文根据IGBT的短路特性和大功率IGBT模块的结构特点，提出一种采用两级di/dt分别检测IGBT两类短路故障的实用新方法。该方案可快速检测IGBT的短路故障，使驱动器能够提早对短路故障做出响应，可靠有效地保护IGBT模块。通过调节两级di/dt的检测阈值，该方案还可以应用于多种等级的大功率IGBT模块的短路检测，保证IGBT系统的正常运行。