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　　固態電源的基本任務是安全、可靠地為負載提供所需的電能。對電子設備而言，電源是其核心部件。負載除要求電源能供應高質量的輸出電壓外，還對供電系統的可靠性等提出更高的要求。

　　IGBT是一種目前被廣泛使用的具有自關斷能力的器件，開關頻率高，廣泛應用于各類固態電源中。但如果控制不當，它很容易損壞。一般認為IGBT損壞的主要原因有兩種：一是IGBT退出飽和區而進入了放大區使得開關損耗增大;二是IGBT發生短路，產生很大的瞬態電流，從而使IGBT損壞。IGBT的保護通常采用快速自保護的辦法即當故障發生時，關斷IGBT驅動電路，在驅動電路中實現退飽和保護;或者當發生短路時，快速地關斷IGBT。根據監測對象的不同IGBT的短路保護可分為Uge監測法或Uce監測法二者原理基本相似，都是利用集電極電流IC升高時Uge或Uce也會升高這一現象。當Uge或Uce超過Uge  sat或Uce  sat時，就自動關斷IGBT的驅動電路。由于Uge在發生故障時基本不變，而Uce的變化較大，并且當退飽和發生時Uge變化也小難以掌握，因而在實踐中一般采用Uce監測技術來對IGBT進行保護。本文研究的IGBT保護電路，是通過對IGBT導通時的管壓降Uce進行監測來實現對IGBT的保護。

　　采用本文介紹的IGBT短路保護電路可以實現快速保護，同時又可以節省檢測短路電流所需的霍爾電流傳感器，降低整個系統的成本。實踐證明，該電路有比較大的實用價值，尤其是在低直流母線電壓的應用場合，該電路有廣闊的應用前景。該電路已經成功地應用在某型高頻逆變器中。

　　1 短路保護的工作原理

　　圖1（a）所示為工作在PWM整流狀態的H型橋式PWM變換電路（此圖為正弦波正半波輸入下的等效電路，上半橋的兩只IGBT未畫出），圖1（b）為下半橋兩只大功率器件的驅動信號和相關的器件波形。現以正半波工作過程為例進行分析（對于三相PWM電路，在整流、逆變工作狀態或單相DC/DC工作狀態下，PWM電路的分析過程及結論基本類似）。

　　在圖1所示的電路中，在市電電源Us的正半周期，將Ug2.4所示的高頻驅動信號加在下半橋兩只IGBT的柵極上，得到管壓降波形UT2D。其工作過程分析如下：在t1～t2時刻，受驅動信號的作用，T2、T4導通（實際上是T2導通，  T4處于續流狀態），在Us的作用下通過電感LS的電流增加，在T2管上形成如圖1（b）中UT2D所示的按指數規律上升的管壓降波形，該管壓降是通態電流在IGBT導通時的體電阻上產生的壓降;在t2～t3時刻，T2、T4關斷，由于電感LS中有儲能，因此在電感LS的作用下，二極管D2、D4續流，形成圖1（b）中UT2.D的陰影部分所示的管壓降波形，以此類推。分析表明，為了能夠檢測到IGBT導通時的管壓降的值，應該將在t1～t2時刻IGBT導通時的管壓降保留，而將在t2～t3時刻檢測到的IGBT的管壓降的值剔除，即將圖1（b）中UT2.D的陰影部分所示的管壓降波形剔除。由于IGBT的開關頻率比較高，而且存在較大的開關噪聲，因此在設計采樣電路時應給予足夠的考慮。