一種IGBT元件自損快速檢測(cè)新方法

圖4：門極電流檢測(cè)以及保護(hù)原理圖

IGBT元件正常時(shí)，當(dāng)門極電壓給定信號(hào)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(shí)時(shí)間。IGBT損壞時(shí)門極電流變化以及檢出如圖5所示。當(dāng)檢測(cè)出IGBT有異常時(shí)，立即發(fā)出脈沖封鎖命令，防止故障擴(kuò)大化。

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

圖5：IGBT損壞時(shí)門極電流變化以及檢出

現(xiàn)場(chǎng)改造及效果

原來現(xiàn)場(chǎng)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(shí)，在某個(gè)IGBT損壞時(shí)造成其它IGBT大面積損壞，故障損失慘重，必須對(duì)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行技術(shù)改造。

如果采用vce電壓監(jiān)測(cè)法對(duì)IGBT過電流進(jìn)行保護(hù)，雖然比較成熟和常用，但需要對(duì)原變頻器大動(dòng)干戈，主回路要增加很多接線，脈沖放大板的改動(dòng)量也較大。同時(shí)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(cè)法不適合采用。

采用門極電流ig檢測(cè)法就方便、簡(jiǎn)單許多。只要在原變頻器IGBT保護(hù)功能的基礎(chǔ)上進(jìn)行局部改造，增加IGBT門極電流檢測(cè)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(shí)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(shí)進(jìn)行有效保護(hù)，防止大面積IGBT損壞。

圖6：改造后的保護(hù)原理