? 目前，功率模塊正朝著集成化、智能化和模塊化的方向發(fā)展。功率模塊為機(jī)電一體化設(shè)備中弱電與強(qiáng)電的連接提供了理想的接口。
????在任何運(yùn)行狀態(tài)下，功率模塊都需要受到保護(hù)，以避免其承受不允許的電流應(yīng)力，也就是說(shuō)，避免功率模塊的運(yùn)行區(qū)超出所給定的安全工作區(qū)。
????超出安全工作區(qū)運(yùn)行將導(dǎo)致功率模塊受損傷，其壽命會(huì)由此而縮短。情況嚴(yán)重時(shí)還會(huì)立刻導(dǎo)致功率模塊的損壞。
????因此，最重要的是先檢測(cè)出臨界的電流狀態(tài)和故障，然后再去恰當(dāng)?shù)仨憫?yīng)它們。
????本文的敘述主要是針對(duì)IGBT的過(guò)電流保護(hù)，但是，也可以類(lèi)推應(yīng)用到功率MOSFET。
1 故障電流的種類(lèi)
????故障電流是指超過(guò)安全工作區(qū)的集電極或漏極電流。它可以由錯(cuò)誤的控制或負(fù)載引起。
????故障電流可通過(guò)以下機(jī)理導(dǎo)致功率半導(dǎo)體的損壞；
????1)由高功率損耗導(dǎo)致的熱損壞；
????2)動(dòng)態(tài)雪崩擊穿；
????3)靜態(tài)或動(dòng)態(tài)的擎住效應(yīng)；
????4)由過(guò)電流引起的過(guò)電壓。
????故障電流可進(jìn)一步劃分為過(guò)電流、短路電流及對(duì)地故障電流。
1.1 過(guò)電流
????特征：
????1)集電極電流的di／dt低(取決于負(fù)載電感和驅(qū)動(dòng)電壓)；
????2)故障電流通過(guò)直流母線(xiàn)形成回路；
????3)功率模塊沒(méi)有離開(kāi)飽和區(qū)。
????起因：
????1)負(fù)載阻抗降低；
????2)逆變器控制出錯(cuò)。
1.2 短路電流
????特征：
????1)集電極電流急劇上升；
????2)故障電流通過(guò)直流母線(xiàn)形成回路；
????3)功率模塊脫離飽和區(qū)。
????起因：
????1)橋臂直通短路(圖l中的情況1)
????一一由于功率模塊失效而引起；
????一一由于錯(cuò)誤的驅(qū)動(dòng)信號(hào)而引起。
????2)負(fù)載短路電流(圖l中的情況2)
????一一由于絕緣失效而引起；
????一一由于人為的失誤而引起(例如誤接線(xiàn))。