固態(tài)電源的基本任務(wù)是安全、可靠地為負(fù)載提供所需的電能。對電子設(shè)備而言，電源是其核心部件。負(fù)載除要求電源能供應(yīng)高質(zhì)量的輸出電壓外，還對供電系統(tǒng)的可靠性等提出更高的要求。

　　IGBT是一種目前被廣泛使用的具有自關(guān)斷能力的器件，開關(guān)頻率高，廣泛應(yīng)用于各類固態(tài)電源中。但如果控制不當(dāng)，它很容易損壞。一般認(rèn)為IGBT損壞的主要原因有兩種：一是IGBT退出飽和區(qū)而進(jìn)入了放大區(qū)使得開關(guān)損耗增大;二是IGBT發(fā)生短路，產(chǎn)生很大的瞬態(tài)電流，從而使IGBT損壞。IGBT的保護(hù)通常采用快速自保護(hù)的辦法即當(dāng)故障發(fā)生時，關(guān)斷IGBT驅(qū)動電路，在驅(qū)動電路中實現(xiàn)退飽和保護(hù);或者當(dāng)發(fā)生短路時，快速地關(guān)斷IGBT。根據(jù)監(jiān)測對象的不同IGBT的短路保護(hù)可分為Uge監(jiān)測法或Uce監(jiān)測法二者原理基本相似，都是利用集電極電流IC升高時Uge或Uce也會升高這一現(xiàn)象。當(dāng)Uge或Uce超過Uge sat或Uce sat時，就自動關(guān)斷IGBT的驅(qū)動電路。由于Uge在發(fā)生故障時基本不變，而Uce的變化較大，并且當(dāng)退飽和發(fā)生時Uge變化也小難以掌握，因而在實踐中一般采用Uce監(jiān)測技術(shù)來對IGBT進(jìn)行保護(hù)。本文研究的IGBT保護(hù)電路，是通過對IGBT導(dǎo)通時的管壓降Uce進(jìn)行監(jiān)測來實現(xiàn)對IGBT的保護(hù)。

　　采用本文介紹的IGBT短路保護(hù)電路可以實現(xiàn)快速保護(hù)，同時又可以節(jié)省檢測短路電流所需的霍爾電流傳感器，降低整個系統(tǒng)的成本。實踐證明，該電路有比較大的實用價值，尤其是在低直流母線電壓的應(yīng)用場合，該電路有廣闊的應(yīng)用前景。該電路已經(jīng)成功地應(yīng)用在某型高頻逆變器中。

　　1 短路保護(hù)的工作原理

　　圖1（a）所示為工作在PWM整流狀態(tài)的H型橋式PWM變換電路（此圖為正弦波正半波輸入下的等效電路，上半橋的兩只IGBT未畫出），圖1（b）為下半橋兩只大功率器件的驅(qū)動信號和相關(guān)的器件波形?，F(xiàn)以正半波工作過程為例進(jìn)行分析（對于三相PWM電路，在整流、逆變工作狀態(tài)或單相DC/DC工作狀態(tài)下，PWM電路的分析過程及結(jié)論基本類似）。