IGBT ülevoolukaitse
Sõltumata varakahjustustest või ohutuse kaalutlustest on IGBT kaitse ülevoolutingimuste jaoks süsteemi töökindluse võti. IGBT-d ei ole tõrkekindel komponent. Kui need ei õnnestu, võivad need põhjustada DC-siini kondensaatori plahvatuse ja põhjustada kogu juhi talitlushäire. Ülevoolukaitse saavutatakse tavaliselt voolu mõõtmise või desatureerimise tuvastamisega. Joonisel 2 on toodud need näpunäited.
Voolu mõõtmiseks vajavad nii inverteri käepidet kui ka faasi väljundi mõõteseadmeid, nagu šunttakistid, et juhtida läbilöögihäireid ja mootori mähise vigu. Lülitusahela kiire täitmine kontrolleri ja / või värava juht peab IGBT aja jooksul välja lülitama, et vältida lühise takistust. Selle meetodi suurimaks eeliseks on see, et igas invertervarras on vaja kahte mõõteseadet ja see on varustatud kõigi asjakohaste signaalide konditsioneerimise ja eraldamise lülitustega. Seda saab leevendada, lisades lihtsalt positiivse alalisvoolu siini ja negatiivse alalisvooluliini liinile šunttakistuse. Paljudel juhtudel on juhi arhitektuuri või faasi šundiresistentide puhul aga käsi-šunt-takistid, mis teenindavad jooksvat juhtimisahelat ja tagavad mootori liigvoolukaitse; need on võimalikud ka IGBT ülevoolukaitse puhul - tingimusel, et signaalitöötluse reageerimisaeg on piisavalt kiire, et kaitsta IGBT-d vajaliku lühise ajal.
Desatureerimise tuvastamine kasutab IGBT-d kui voolu mõõtmise elementi. Skeemil olevad dioodid tagavad, et IGBT kollektori-emitteri pinget jälgitakse ainult sensori ahelaga sisselülitamisel; normaalse töö käigus on kollektori-emitteri pinge väga madal (tavaliselt 1V kuni 4V). Kui aga tekib lühise sündmus, tõuseb IGBT kollektori vool tasemele, mis juhib IGBT küllastumispiirkonnast ja lineaarsesse tööpiirkonda. See põhjustab kollektori-emitteri pinge kiire tõusu. Ülaltoodud tavapäraseid pingetasemeid võib kasutada lühise olemasolu näitamiseks, samal ajal kui desaturaadi väljalülituslävi on tavaliselt 7V kuni 9V piirkonnas. Oluline on see, et desatureerimine võib tähendada ka seda, et värava emitteri pinge on liiga madal ja IGBT ei ole täielikult küllastunud piirkonda. Desaturaatide tuvastamise rakendamisel tuleb olla ettevaatlik, et vältida vale käivitamist. See võib eriti tekkida üleminekul IGBT väljalülitatud olekust IGBT olekusse, kui IGBT ei ole täielikult küllastunud. Vea avastamise vältimiseks on katkestusaeg tavaliselt sisselülitussignaali ja desatureerimise tuvastamise aktiveerimisaja vahel. Tavaliselt lisatakse ka praeguse allika laadimiskondensaator või RC-filter, et tekitada detekteerimismehhanismis lühike ajakonstant, et filtreerida filtritugevusi, mis on põhjustatud müra kiirendamisest. Nende filtrikomponentide valimisel on vaja kompromissi müraimmuniteedi ja IGBT lühisekindluse vahel.
Üldiselt on inverteri IGBT induktiivse juhtivuse probleemi lahendamiseks kaks võimalust - kasutades bipolaarset toiteallikat või täiendavat Milleri klambrit. Võime aktsepteerida bipolaarset varustust värava juhi isoleeritud küljel annab täiendava varu indutseeritud pingeülekannetele. Näiteks näitab -7,5 V negatiivne rööbastee, et tekitatud pinge transient, mis on suurem kui 8,5 V, on vajalik vale juhtimise tuvastamiseks. See on piisav, et vältida hulkuvust. Teine meetod on vähendada väravavooluahela väljalülitusimpedantsi aja jooksul pärast väljalülitamise üleminekut. Seda nimetatakse Milleri klamberahelaks. Nüüd voolab mahtuvusvool läbi alumise impedantsi ahela, mis omakorda vähendab pinge ülemineku suurust. Asümmeetriliste väravate takisti kasutamine sisselülitamiseks ja väljalülitamiseks annab täiendava paindlikkuse ümberlülituskiiruse reguleerimiseks. Kõigil nendel värava juhtfunktsioonidel on positiivne mõju kogu süsteemi usaldusväärsusele ja tõhususele.
