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IGBT Forum Discussions

Bellawu
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来自一位用户的疑问,麻烦解答,希望可以附上图片辅助说明,谢谢。

什么是IGBT的退饱和(desaturation)?什么情况下IGBT会进入退饱和状态?

在IGBT进入退保和状态后, 要做哪些操作才能保证IGBT不被烧掉呢

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Rachel_Gao
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Hi Bellawu

如下图,是IGBT产品典型的输出特性曲线,横轴是C,E两端电压,纵轴是归一化的集电极电流。可以看到IGBT工作状态分为三个部分:

1、截止区:CE间电压小于一个门槛电压,即背面PN结的开启电压,IGBT背面PN结截止,无电流流动

2、饱和区:CE间电压大于门槛电压后,电流开始流动,CE间电压随着集电极电流上升而线性上升,这个区域称为饱和区。因为IGBT饱和电压较低,因此我们希望IGBT工作在饱和区域。

3、线性区:随着CE间电压继续上升,电流进一步增大。到一定临界点后,CE电压迅速增大,而集电极电流并不随之增长。这时我们称IGBT退出了饱和区。在这个区间内,IGBT损耗增加,发热严重,是需要避免的工作状态。

Rachel_Gao_0-1670492609205.png

在实际应用中,退饱和现象一般发生在器件短路时,但是退饱和区只能有一小部分作为短路安全工作区。这时CE电压上升到母线电压,电流一般是额定电流的4~8倍(见各器件规格书),功率异常增大,结温急剧上升,不及时关断器件就有可能烧毁器件。多数IGBT有一定的短路承受时间,一般在10us之内,具体参见各产品规格书。因此可以通过设计实现驱动电路精确快速的短路保护电路,从而保护IGBT在发生短路后进行可靠关断。

Best regards,

Rachel

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Rachel_Gao
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Hi Bellawu

如下图,是IGBT产品典型的输出特性曲线,横轴是C,E两端电压,纵轴是归一化的集电极电流。可以看到IGBT工作状态分为三个部分:

1、截止区:CE间电压小于一个门槛电压,即背面PN结的开启电压,IGBT背面PN结截止,无电流流动

2、饱和区:CE间电压大于门槛电压后,电流开始流动,CE间电压随着集电极电流上升而线性上升,这个区域称为饱和区。因为IGBT饱和电压较低,因此我们希望IGBT工作在饱和区域。

3、线性区:随着CE间电压继续上升,电流进一步增大。到一定临界点后,CE电压迅速增大,而集电极电流并不随之增长。这时我们称IGBT退出了饱和区。在这个区间内,IGBT损耗增加,发热严重,是需要避免的工作状态。

Rachel_Gao_0-1670492609205.png

在实际应用中,退饱和现象一般发生在器件短路时,但是退饱和区只能有一小部分作为短路安全工作区。这时CE电压上升到母线电压,电流一般是额定电流的4~8倍(见各器件规格书),功率异常增大,结温急剧上升,不及时关断器件就有可能烧毁器件。多数IGBT有一定的短路承受时间,一般在10us之内,具体参见各产品规格书。因此可以通过设计实现驱动电路精确快速的短路保护电路,从而保护IGBT在发生短路后进行可靠关断。

Best regards,

Rachel

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