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电源技术论文
电力变换装置中短路保护电路的设计
摘要：为了使电力变换装置能够安全可靠地工作，在分析其短路保护设计方法的基础上
，给出了几种实用的电流保护电路，并对其工作机理进行了详尽的剖析，以便变通使用
。
关键词：电力变换；过流保护；短路保护；软关断；降低栅压保护
引言
由于电力变换装置均工作在大功率环境中，过流和短路是不可避免的。为了确保电力
变换装置安全可靠地工作，有效的电流保护设计是必须的。而过流相对于短路对变换装
置的危害要小，再加上各种资料对过流保护介绍得比较多，故在此主要讨论电力变换装
置中的短路保护的设计。
现代电力变换装置均采用大功率半导体开关器件，其所能承受的电流过载能力相对于
旋转变流装置要低得多，如IGBT一般只能承受几十个μs甚至几个μs的过载电流，一旦短
路发生就要求保护电路能在尽可能短的时间内关断开关器件，切断短路电流，使开关器
件不致于因过流而损坏。但是，在短路情况下迅速关断开关器件，将导致负载电流下降
过快而产生过大的di/dt，由于引线电感和漏感的存在，过大的di/dt将产生很高的过电
压，而使开关器件面临过压击穿的危险。对于IGBT，过高的电压又可能导致器件内部产
生擎住效应失控而损坏器件。因此，必须综合考虑和设计电力变换装置短路保护，以确
保电流保护的有效性。
1 短路保护电路的设计
由于IGBT综合了场效应管输入阻抗高，驱动功率小和双极晶体管电压容量大，电流密
度高的优点，而成为了现代电力变换装置中使用最广泛的一种开关器件，下面以其为保
护对象进行讨论。
1.1 过流信息检测
为了实现IGBT的短路保?，必须进行过流检测。适用于过流检测方法，通常是采用霍
尔电流传感器直接检测IGBT的电流Ic，然后与设定的阈值进行比较，用比较器的输出去
控制驱动信号的关断；也可以检测过流时IGBT的集射极电压V
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