一種IGBT元件自損快速檢測新方法

圖4：門極電流檢測以及保護原理圖

IGBT元件正常時，當(dāng)門極電壓給定信號從on切換成off后，IGBT門極電流ig數(shù)值比較小，具體數(shù)值與IGBT元件有關(guān)，我們已經(jīng)掌握了三菱3.3kv/1.2ka大容量IGBT的電流數(shù)值以及延時時間。IGBT損壞時門極電流變化以及檢出如圖5所示。當(dāng)檢測出IGBT有異常時，立即發(fā)出脈沖封鎖命令，防止故障擴大化。

該方式的優(yōu)點是檢測、封鎖時間極短，只有幾個微秒，能完全避免IGBT大面積損壞。缺點是在IGBT導(dǎo)通工作時，無法判斷其是否異常，只有在IGBT off指令發(fā)出時才可以判斷IGBT是否自損壞。

圖5：IGBT損壞時門極電流變化以及檢出

現(xiàn)場改造及效果

原來現(xiàn)場變頻器中采用的是門極電壓fb監(jiān)控法。由于脈沖封鎖無法快速及時，在某個IGBT損壞時造成其它IGBT大面積損壞，故障損失慘重，必須對現(xiàn)場進行技術(shù)改造。

如果采用vce電壓監(jiān)測法對IGBT過電流進行保護，雖然比較成熟和常用，但需要對原變頻器大動干戈，主回路要增加很多接線，脈沖放大板的改動量也較大。同時由于原變頻器沒有太多空間來布線及采取絕緣措施，無論從改造工作量和成本上都不太可行。所以vce電壓監(jiān)測法不適合采用。

采用門極電流ig檢測法就方便、簡單許多。只要在原變頻器IGBT保護功能的基礎(chǔ)上進行局部改造，增加IGBT門極電流檢測功能即可。這樣一旦門極導(dǎo)通電流超過設(shè)定值，且經(jīng)過x微秒左右的延時后，門極電流仍然超過設(shè)定值，就判斷該IGBT損壞或異常，立刻發(fā)出所有IGBT脈沖封鎖指令，及時進行有效保護，防止大面積IGBT損壞。

圖6：改造后的保護原理