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短路时的最大安全工作区

在某些情况下,IGBT 能够在短路时主动关断。由于这时工作在主动区,会产生很大功耗,使芯片的温度迅速升高并远远超过极限值Tj(max)。通过一个正温度系数的传输特性来取得稳定的效果,在实践中限制了短路电流在4 到16 倍的 ICnom。当在换流回路中很大的短路电流被关断时,感应电感产生的感应电压会超过VCES,这是在短路关断必须注意避免的。为了限制IGBT 芯片吸收的能量,必须满足下面一些允许条件:
- 短路必须在10 微秒(在600 伏沟道IGBT 6 微秒)内确定和IGBT 关闭。
- 两个短路之间的时间必须在1 秒钟以上。
- 在IGBT 的寿命中,出现不到1000 次的短路。
- 短路前IGBT4 芯片的最高温度被限制在(Tj(max)= 175°C)150°C。
- 最大允许电压VCC 被降低,例如1200V 的IGBT4 被降低到800V。
- 给出-dic/dt 的限制值,在实际中通过控制来实现,在极端情况下可以通过多层次的关
闭手段(“软关闭”,见第5.1.1 章节)来实现。
- 如果有必要,利用钳位技术保证栅极-发射极电压在短路时不会上升。
图3.3.29 给出了在关断时,在给定的di / dt 情况下,最大短路电流Isc(同ICnom)同比值VCE/VCES 的关系。在这里也必须考虑到,在芯片上Ls· di / dt 的数值大于它在连接端口的数值,从而提高外加的最大电压,以减少这个值。
短路时的最大安全工作区(SCSOA)
 
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