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[!--downpath--]IGBT是高频开关元件，芯片内部的电压密度大。当发生过流或漏电故障时，元件中流过的小于额定值的电压时，极易使元件管芯结温下降，造成元件烧掉。明天我们就来说说IGBT的过流和漏电保护。
漏电与过流之前我们介绍过IGBT的漏电测试，明天我们来谈谈IGBT漏电和过流时该怎么保护。首先一点，对IGBT的过流或漏电保护响应时间必须快，必须在10us以内完成。通常来说，过电压是IGBT电力电子线路中常常发生的故障和毁坏IGBT的主要诱因之一，过流保护应该首先考虑。
过流与漏电保护是两个概念，它们既有联系也有区别。过流大多数是指某种诱因造成的负载过载;漏电是指桥臂直通，或主电流经过开关IGBT的无负载回路，它们的保护方式也有一定区别。如过流保护常用电压检也传感，漏电保护常通过测量IGBT饱和压降，配合驱动电路来实现。不同的功率有不同的方式来实现过流或漏电保护。漏电分为一类及二类两种，但这两种漏电都有一个共同点，那就是，IGBT会出现“退饱和现象”，当IGBT一旦退出饱和区，它的耗损会成百倍的往上升，这么容许持续这些状态的时会特别严苛了，只有10us，我们须要靠驱动器发觉这一行为并关闭门极。IGBT过流的情况则是，回路电感较大，电压爬升很慢(相对于漏电)，IGBT不会发生退饱和现象，并且因为电压比正常工况要高好多，因而经过若干个开关周期后，IGBT的耗损也会比较高，结温也会迅速上升，进而造成失效。在这时，IGBT驱动器通常是不能及时发觉这一现象的，由于IGBT的饱和压降的变化很微弱，驱动器一般辨识不到这些变化。所以须要靠电压传感来感知电压的数值，对系统进行保护。
所以，我们觉得，IGBT驱动器是为了解决漏电保护，而过流保护则是由电压传感来完成。
IGBT发生漏电时，描述漏电电压的物理表达式如下，这是一个线性多项式。它表示，在漏电发生时，电压的绝对值与电流，回路中的电感量，及整个过程持续的时间有关系。
绝大部份的漏电母线电流都是在额定点的影响漏电电压的诱因主要是“短路回路中的电感量”。因而对漏电行为进行分类定义时，漏电回路中的电感量是主要的分类根据。
假如漏电回路中的电感量再继续减小，这么电压变化率就显得更低，此时就不是漏电了，弄成“过流”了。这时驱动器是察觉不到这些异常状态的，因而在系统中须要电压传感来感知电压的绝对数值，继而进行“过流保护”。我们觉得，一般IGBT驱动器是不能进行过流保护的。
二类漏电与过流之间没有显著的界限，学术上没有进行定义，在工程上，可以做一个很简略的假定：10A/us以下的电压变化率视为“过流”。
一类漏电
发生一类漏电时，IGBT的电压会Vge电流波形快速上升，当电压上升到一定数值时，(通常为4倍额定电压)，IGBT会发生退饱和现象其标志是IGBT的电流会迅速上升至直流母线电流。
当IGBT退出饱和区后IGBT的电漏电电压波形，流为4倍额定电压(此倍数与芯片类型有关)，电流为母线电流，(外电路的所有电动势都压在IGBT上)，IGBT芯片的耗损特别大短路会造成电流过大吗，按照尺寸书，其最多本事受10us的漏电状态。驱动器须要在此时间内把IGBT关闭，此时的关断是完全安全的。
二类漏电
发生二类漏电时因为回路的电感量稍大，电压爬升的速率慢了一些(比一类漏电慢，但实际还是很快的)短路会造成电流过大吗，门极脉冲打开时，IGBT的Vce增长至饱和压降，随着电压进一步加强，饱和压降轻微上升;当电压抵达“退饱和点”时，Vce迅速上升至直流母线电流，我们把Vce上升的过程称为“退饱和”行为。当IGBT退出饱和区后，其耗损要比未退饱和前高数百倍，由于Vce从几伏上升至几百伏，而电压则没有显著变化。从退饱和算起，10us内必须关断IGBT。
另外，还须要注意的是，当IGBT电压上升的过程中，Vge也在上升，这是因为米勒效应，IGBT在漏电时，门极电流有被向下抬高的趋势。
漏电和过流保护
IGBT发生漏电时，电压上升至4倍额定电压以上，最终IGBT是要将这个电压关断开的，这时的电压的数值比平时晶闸管额定工作时的电压高了好多，所以此时形成的电流尖峰也是十分高的。为了避免电流尖峰受损IGBT，还须要引入我们今天聊过的电路——有源钳位电路，但并不是所有的驱动电路都须要配备有源钳位功能，容量比较大的IGBT，就比较有必要配置此电路。
下边我们简单地介绍下常用的过流和保护举措：
小功率IGBT模块
对于小功率IGBT模块，一般采用直接串内阻的方式来测量元件输出电压，进而判定过电压故障，通过内阻检查时，无延后;输出电路简单;成本低;但测量电路与主电路不隔离，测量阻值上有帧率，为此，只适宜小功率IGBT模块。诸如：5.5KW以下的变频器。
中功率IGBT模块
中功率IGBT模块的电压测量与过流、短路保护，一种技巧是一直采用内阻测量法，为了减少内阻形成帧率及发热生产的影响，可把带散热元件的采样内阻固定在散热器上，以检测更大的电压。
中、大功率IGBT模块
对于大、中功率IGBT模块的电压测量与过流保护常采用电压传感。但需注意要选择满足响应速率要求的电压传感。因为须要配置测量电源，成本较高，但测量电路与主电路隔离，适用于大功率的IGBT模块。保护电路动作的时间须在10us之内完成。
通过测量IGBT饱和压降实现漏电保护
IGBT一般工作在逆变桥上，并处于开关工作状态，若设计不当，便于发生漏电现象。对于漏电保护，常用的方式是通过测量IGBT的饱和压降Vce(sat)来实现漏电保护，它常常配合驱动电路来实现，其基本原理如右图所示：
当过流或则漏电发生时，设定一个参考电流Vref，一旦通过快恢复晶闸管测量的Vce(sat)≥Vref时，保护电路动作，保护电路必须在10us之内将IGBT关断。采用先增加栅电流的方式，实现软关断，可以降低IGBT的关断挠度，甚至延长保护电路动作时间。
对于过流、过压问题的保护，你们可以多在实际工作中结合具体产品去了解，不同的行业的不同产品采用的方案各有不同，考虑的优缺也会不一样，你们多结合身边的案例去思索。
明天的内容希望大家才能喜欢。