基于两级di/dt检测IGBT模块短路策略（三）
传统使用VCE进行短路检测时，因需兼顾检测一类短路和二类短路的需要，VCE需要较高的阈值，这使得驱动器只能在IGBT退饱和时的VCE快速上升阶段检测到IGBT的短路状态。利用两级di/dt分别检测两类短路，会在VCE检测盲区时间内就检测到两类短路状态。因此，无论是一类短路还是二类短路，利用两级di/dt检测短路的方法，通过设置合适的检测阈值，都拥有更快的检测速度从而最佳地保护IGBT模块。
需要注意的是两级di/dt分别检测IGBT模块的两类短路需配合适当的软关断电路才能发挥其快速检测IGBT模块短路的优势。当驱动器快速检测到IGBT发生短路后不能立即直接关断IGBT模块，因为此时电流还在不断上升，如果直接关断IGBT模块将会产生非常高的电压尖峰，会危及IGBT的安全。若使用硬关断，则需等待VCE上升至母线电压方可动作；若使用软关断，可立即动作，缓慢降低门极电压，电流会逐渐降低，此时VCE上升速率会加快，但产生的过压会非常小。
3 、实验结果与分析
为验证本文所设计的短路检测策略较传统短路检测方法的优越性，使用3 300 V/1 200 A IGBT模块进行短路实验[5]，在实验中将母线电压调整为1 500 V。
图3(a)为一类短路测试原理图，电网电压经过调压器和整流桥，将母线电容电压充到1 500 V，上管IGBT的门极被-15 V关断，且用粗短的铜排将其短路。对下管的IGBT释放一个12 μs的单脉冲，直通就形成一类短路。图3(b)为二类短路测试原理图，将母线电容电压同样充到1 500 V，上管IGBT的门极被-15 V关断，且给上管并联一个4 μH的电感作为负载，下桥臂通过IGBT驱动器释放一个15 μs的单脉冲就形成二类短路。
图4为传统使用VCE检测短路的波形。VCE检测阈值为4 V，短路检测盲区时间8 μs。图4(a)为一类短路的测试波形，由图可知，验证所用IGBT模块发生一类短路后开通4 μs时电流上升到最大值6.12 kA，短路持续时间约8 μs，短路损耗约60 J。图4(b)为二类短路测试波形，由波形可知，发生二类短路后开通约14 μs电流上升到最大值6.80 kA，短路损耗约12 J。
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