IGBT prenaponska zaštita
Bez obzira na oštećenje imovine ili sigurnosna pitanja, IGBT zaštita za prekostrujne uvjete ključ je pouzdanosti sustava. IGBT nisu komponenta koja je sigurna od kvara. Ako ne uspiju, mogu uzrokovati eksplodiranje kondenzatora DC sabirnice i uzrokovati kvar čitavog vozača. Nadstrujna zaštita se obično postiže trenutnim merenjem ili detekcijom desaturacije. Na slici 2 prikazani su ovi savjeti.
Za merenje struje, i ruka pretvarača i fazni izlaz zahtijevaju mjerne uređaje kao što su šant otpornici za rukovanje smetnjama u probijanju i greškama namota motora. Brzo izvođenje strujnog kruga u upravljačkom uređaju i / ili vozaču kapija mora na vrijeme isključiti IGBT kako bi se spriječilo izdržanje kratkog spoja. Najveća prednost ove metode je u tome što zahteva dva mjerna uređaja na svakoj armaturi invertora i opremljena je svim relevantnim krugovima za kondicioniranje i izolaciju signala. To se može ublažiti jednostavnim dodavanjem otpornika na pozitivnu DC sabirnicu i negativnu DC sabirnicu. Međutim, u mnogim slučajevima, postoje ili šantovski otpornici u arhitekturi upravljačkog programa ili fazni skretni otpornici koji služe strujnoj kontrolnoj petlji i pružaju zaštitu od struje motora; Moguće su i za IGBT prekostrujnu zaštitu - pod uvjetom da je vrijeme odziva uređaja za pripremu signala dovoljno brzo da zaštiti IGBT tijekom potrebnog izdržanog kratkog spoja.
Detekcija desaturacije koristi sam IGBT kao trenutni mjerni element. Diode u shemi osiguravaju da IGBT napon kolektora-emitera prati samo osjetni krug tijekom uključivanja; tokom normalnog rada, napon kolektora-emitera je veoma nizak (obično 1V do 4V). Međutim, ako dođe do kratkog spoja, struja IGBT kolektora se podiže na nivo koji pokreće IGBT iz područja zasićenja iu linearno operativno područje. Ovo uzrokuje nagli porast napona kolektora-emitera. Navedeni normalni naponski nivoi mogu se koristiti za ukazivanje na prisustvo kratkog spoja, dok je nivo praga otpuštanja desaturacije obično u području 7V do 9V. Važno je napomenuti da desaturacija može značiti i da je napon odašiljača prenizak i da IGBT nije u potpunosti preusmjeren na područje zasićenja. Treba paziti pri izvođenju detekcije desaturacije kako bi se spriječilo lažno okidanje. To se naročito može desiti tokom prelaska iz IGBT isključenog stanja u IGBT stanje kada IGBT nije u potpunosti ušao u zasićenje. Vrijeme praznog hoda je obično između signala uključivanja i vremena aktivacije detekcije desaturacije kako bi se izbjegla lažna detekcija. Kondenzator za punjenje struje ili RC filtar se takođe obično dodaje da bi se stvorila kratka vremenska konstanta u mehanizmu detekcije za filtriranje ostruganja filtera izazvanog bukom. Prilikom odabira ovih komponenti filtera, potrebna je kompromis između otpornosti na buku i IGBT kratkog spoja.
U principu, postoje dva načina da se reši problem induktivnog provođenja invertera IGBT - koristeći bipolarno napajanje ili dodatnu Miller stezaljku. Mogućnost prihvaćanja bipolarnog napajanja na izoliranoj strani upravljačkog programa za kapiju daje dodatnu marginu za inducirane prelazne napone. Na primer, negativna šina od –7.5V ukazuje da je indukovani prelazni napon veći od 8.5V potreban da se oseti lažna provodljivost. To je dovoljno da bi se sprečilo nepovezano provođenje. Drugi način je da se smanji impedancija isključivanja upravljačkog kruga kapije za vremenski period nakon završetka prijelaza za isključivanje. Ovo se naziva Miller-ov krug stezaljke. Kapacitivna struja sada teče kroz krug niže impedanse, što smanjuje veličinu prolaznog napona. Upotreba asimetričnih otpornika kapija za uključivanje i isključivanje pruža dodatnu fleksibilnost za kontrolu brzine prebacivanja. Sve ove funkcije upravljača vrata imaju pozitivan uticaj na pouzdanost i efikasnost celokupnog sistema.
