ZHCAEV0 December   2024 ISO5451 , ISO5451-Q1 , ISO5452 , ISO5452-Q1 , ISO5851 , ISO5851-Q1 , ISO5852S , ISO5852S-EP , ISO5852S-Q1 , UCC21710 , UCC21710-Q1 , UCC21717-Q1 , UCC21732 , UCC21732-Q1 , UCC21736-Q1 , UCC21737-Q1 , UCC21738-Q1 , UCC21739-Q1 , UCC21750 , UCC21750-Q1 , UCC21755-Q1 , UCC21756-Q1 , UCC21759-Q1

 

  1.   1
  2.   摘要
  3.   商标
  4. 1 引言
  5. 2 SiC 和 IGBT 特性
  6. 3 失效模式
  7. 4 短路保护方法
    1. 4.1 基于短路电流的保护实现方案
    2. 4.2 基于短路电压的保护实现方案
  8. 5 DESAT 电路设计
    1. 5.1 DESAT 电路元件选型
    2. 5.2 寄生元件的影响
    3. 5.3 Rlim 对 DESAT 噪声的影响
  9. 6 安全关断
    1. 6.1 安全关断机制
    2. 6.2 安全关断注意事项
  10. 7 短路测试设置和数据
    1. 7.1 短路工作台测量设置
    2. 7.2 用于数据收集的 SC 板设置
    3. 7.3 用于 SC 测试的不同电路配置
    4. 7.4 工作台测量结果
    5. 7.5 SiC 与 IGBT 电源模块短路观察的总体摘要
  11. 8 设计 SC 保护电路的关键注意事项
  12. 9 总结
  13. 10参考资料

4 短路保护方法

在检测短路 (SC) 和过流 (OC) 事件方面，有两种主要的保护方法可供选择。

  1. 基于电流阈值 (ISC) 的保护
  2. 基于电压阈值 (VSC) 的保护
  • 基于电流阈值 (ISC) 的保护
    • 在 SC 和 OC 事件期间，电流至少增加 10 倍或更多，因此准确检测增大的 ICE/ID 是检测 OC/SC 事件的方法之一。检测逻辑需要定义为，检测电流阈值至少比最大工作电流高 1.5 到 2 倍。提供足够的裕度有助于避免在最大工作电流期间发生误检。
  • 基于电压阈值 (VSC) 的保护
    • 根据 IGBT 和 SiC 电源模块 IV 特性，另一种检测 OC/SC 事件的方法是有效测量电源模块两端的电压来检测故障情况。在 OC/SC 事件期间，电源模块两端的电压（VCE 和 VDS）会增加到比正常运行条件高得多的值。IGBT 的电流饱和特性给出了一个非常清晰的 VCE 电压，此时可以判断 IGBT 正在离开饱和区，或者进入“去饱和”状态。对于 SiC，建议将 OC/SC 检测阈值定义为正常工作电压的 2 倍。
UCC21750Q1 IGBT 和 SiC IV 曲线上的 VSC 和 ISC 阈值图 4-1 IGBT 和 SiC IV 曲线上的 VSC 和 ISC 阈值