IPM（智能功率模塊）內部集成了豐富的監測和保護功能，方便客戶(hù)使用。其中最重要的就是短路保護功能。IPM使用帶短路能力的IGBT做功率開(kāi)關(guān)，而且自帶過(guò)流保護電路，通過(guò)ITRIP腳監測過(guò)電流和短路電流，激活故障輸出信號并關(guān)斷所有6個(gè)IGBT，在簡(jiǎn)化客戶(hù)設計的同時(shí)保證了系統可靠性。接下來(lái)我們簡(jiǎn)單介紹一下如何進(jìn)行正確的IPM短路保護設計。
首先，每個(gè)IPM規格書(shū)都會(huì )給出其IGBT的短路額定值。以CIPOS MINI系列的IKCM30F60GA為例，其短路時(shí)維持間為5us，測試條件為VDC＝400V，Tj=150°C，VDD=15V。注意當測試條件改變時(shí)，短路維持時(shí)間會(huì )相應改變。具體數值可查詢(xún)相關(guān)資料。
當我們設計過(guò)流和短路保護電路時(shí)，應當考慮保護電路響應時(shí)間Tsc要小于IPM短路額定值。Tsc通常包含外部的RC濾波器時(shí)間常數和IPM內部的驅動(dòng)器延遲時(shí)間。（英飛凌igbt廠(chǎng)家）
在家用電器等應用中常使用單電阻采樣電路，并通常使用RC低通濾波器消除采樣電阻上的高頻噪聲。下圖是采用單電阻采樣的典型電路。
由于線(xiàn)路和電阻上的漏感，采樣信號會(huì )畸變。假如我們常用下圖的采樣電阻，在T = 25°C, VDC = 125 V, diC/dt = 590 A/μs時(shí)測得波形如下：
測試結果: Uind = 7 V，所以得到漏感Lsh = 7V / 590A/μs = 11.9 nH。用頻域的傳遞函數來(lái)表述采樣信號，因為R1?RS+s?Lσ，可以得到 
。顯然，當 
時(shí)，濾波效果最理想。因此我們可以得到 
。帶入前面得到的數據：Ls =11.9 nH，RS = 30 mΩ，取R1 = 100 Ω，得到C1 = 3.966 nF，所以取 C1 = 3.3 nF。經(jīng)過(guò)實(shí)測我們發(fā)現使用100 Ω和3.3 nF會(huì )引起輕微的過(guò)補償：
經(jīng)過(guò)微調，使用470 Ω 和680 pF得到更好的結果:
由此，我們得到外部的RC濾波器時(shí)間常數為0.32μs，當然在實(shí)際應用中考慮到器件參數一致性，需要預留一定余量，推薦客戶(hù)使用1μs左右的時(shí)間常數，通常不超過(guò)2μs。
同樣以CIPOS MINI系列的IKCM30F60GA為例，其內部驅動(dòng)器相應短路信號延遲時(shí)間為1.47μs，測試條件為T(mén)j=25°C，VDD=15V。
考慮到驅動(dòng)器動(dòng)態(tài)特性有溫漂，我們在全工作溫度范圍內做了測試，結果如下：
可見(jiàn)IPM內部驅動(dòng)器短路保護延遲時(shí)間保證小于2μs。所以這個(gè)短路保護電路的響應時(shí)間Tsc是3μs，IPM是安全的。
其余常見(jiàn)的采樣電路有帶二極管解耦的3電阻采樣：
這里的采樣電阻 
，濾波電路時(shí)間常數由兩級時(shí)間常數相加得到(100Ωx1n)+(1.8kΩx 1n) = 1.9μs。
如果采用帶比較器的過(guò)流保護電路，則需要小心選擇RC常數?？倿V波電路時(shí)間常數除了兩級RC，還要考慮比較器響應時(shí)間。
英飛凌igbt銷(xiāo)售
