一种IGBT元件自损快速检测新方法

图4：门极电流检测以及保护原理图

IGBT元件正常时，当门极电压给定信号从on切换成off后，IGBT门极电流ig数值比较小，具体数值与IGBT元件有关，我们已经掌握了三菱3.3kv/1.2ka大容量IGBT的电流数值以及延时时间。IGBT损坏时门极电流变化以及检出如图5所示。当检测出IGBT有异常时，立即发出脉冲封锁命令，防止故障扩大化。

该方式的优点是检测、封锁时间极短，只有几个微秒，能完全避免IGBT大面积损坏。缺点是在IGBT导通工作时，无法判断其是否异常，只有在IGBT off指令发出时才可以判断IGBT是否自损坏。

图5：IGBT损坏时门极电流变化以及检出

现场改造及效果

原来现场变频器中采用的是门极电压fb监控法。由于脉冲封锁无法快速及时，在某个IGBT损坏时造成其它IGBT大面积损坏，故障损失惨重，必须对现场进行技术改造。

如果采用vce电压监测法对IGBT过电流进行保护，虽然比较成熟和常用，但需要对原变频器大动干戈，主回路要增加很多接线，脉冲放大板的改动量也较大。同时由于原变频器没有太多空间来布线及采取绝缘措施，无论从改造工作量和成本上都不太可行。所以vce电压监测法不适合采用。

采用门极电流ig检测法就方便、简单许多。只要在原变频器IGBT保护功能的基础上进行局部改造，增加IGBT门极电流检测功能即可。这样一旦门极导通电流超过设定值，且经过x微秒左右的延时后，门极电流仍然超过设定值，就判断该IGBT损坏或异常，立刻发出所有IGBT脉冲封锁指令，及时进行有效保护，防止大面积IGBT损坏。

图6：改造后的保护原理