基于两级di/dt检测IGBT模块短路策略（二）
IGBT发生短路时的电流是额定电流的8~10倍[4]。如果不能够快速地检测到短路故障，同时配合适当的软关断保护措施，IGBT将会被损坏。
2、 两级di/dt检测短路原理
封装后的IGBT模块内部有两个发射极，一个是辅助e极，另一个是功率E极，辅助e极和功率E极之间有一个小于10 nH的寄生电感LeE，这个很小的寄生电感LeE在大的电流变化率下可以产生感应电压VeE[5]：
VeE即可反映出集电极电流IC的变化率。图2所示为IGBT短路检测原理图，设置了两个短路检测阈值Vref1=7 V和Vref2=6 V来区分短路状态(Vref1为第一级di/dt检测阈值、Vref2为第二级di/dt检测阈值且Vref1>Vref2)，在IGBT开通信号到来时，Vref1和Vref2均小于采样电压Vsam。当采样电压Vsam小于短路检测阈值Vref2时，可判断模块发生一类短路；当采样电压Vsam仅小于短路检测阈值Vref1时，可判断模块发生二类短路。
当IGBT发生一类短路后，IC迅速增大，1 μs内就可达到数kA，如此大的di/dt在LeE上产生的VeE较大且绝对值可以达到18 V。此时Vref1和Vref2均大于采样得到的电压Vsam，超过第二级di/dt的阈值，相应的比较器将输出短路信号送给前级CPLD，从而采取适当的软关断措施关断IGBT模块。显然，di/dt不需要检测盲区时间，只要电流一开始上升，就可通过采样VeE电压判断IGBT是否发生短路，从而达到最佳的保护方式。
当IGBT发生二类短路后，电流上升率主要受母线电压和负载影响，上升速率低于一类短路的电流上升率。此时，VeE的绝对值较小，即得到的采样电压Vsam小，不适合采用同一级di/dt进行检测。而第一级di/dt检测就可以最佳地解决二类短路的检测。当IGBT发生二类短路后，集电极电流先快速上升，然后VCE也开始上升直至母线电压。通过设置合适的第一级di/dt检测阈值就可以准确地检测到IGBT模块发生的二类短路，驱动器采取适当的软关断措施关断IGBT模块，最佳地保护IGBT模块。
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