目前，功率模块正朝着集成化、智能化和模块化的方向发展。功率模块为机电一体化设备中弱电与强电的连接提供了理想的接口。
在任何运行状态下，功率模块都需要受到保护，以避免其承受不允许的电流应力，也就是说，避免功率模块的运行区超出所给定的安全工作区。
超出安全工作区运行将导致功率模块受损伤金沙总站唯一官网，其寿命会由此而缩短。情况严重时还会立刻导致功率模块的损坏。
本文的叙述主要是针对IGBT的过电流保护金沙总站唯一官网，但是，也可以类推应用到功率MOSFET金沙总站唯一官网。
故障电流是指超过安全工作区的集电极或漏极电流。它可以由错误的控制或负载引起。
2)对地故障电流不经过直流母线)功率模块脱离饱和区与否取决于故障电流的大小。
在这里，不仅仅是过载时结温的绝对值金沙总站唯一官网，而且连过载时的温度变化范围都是限制性因素。几个ICBT和MOSFET的具体的限定值，由图2所示的典型功率模块的安全工作区给出。
1)短路I短路I是指功率模块开通于一个已经短路的负载回路中。也就是说，在正常情况下的直流母线电压全部降落在功率模块上金沙总站唯一官网。短路电流的上升速度由驱动参数(驱动电压金沙总站唯一官网、栅极电阻)所决定。由于短路回路中寄生电感的存在，这一电流的变化将产生一个电压降金沙总站唯一官网，其表现为集电极一发射极电压特性上的电压陡降，如图3所示。
稳态短路电流值山功率模块的输出特性所决定。对于IGBT来说，典型值最高可达到额定电流的8~10倍金沙总站唯一官网。
一旦短路发生，集电极电流迅速上升金沙总站唯一官网，其上升速度由直流母线电压VDC和短路回路中的电感所决定。
在时间段1内，IGBT脱离饱和区。集电极一发射极电压的快速变化将通过栅极 集电极电容产生一个位移电流，该位移电流又引起栅极一发射极电压升高，具结果是出现一个动态的短路峰值电流IC/SCM金沙总站唯一官网。
在短路电流稳定后(时间段3)金沙总站唯一官网，短路电流被关断。此时换流回路中的电感Lx将在IGBT上再次感应一个过电压(时间段4)。
逆变器中的故障电流可以在不同的节点检测，对被检测到的故障电流的反应也可能各不相同。
若故障电流检测位于功率模块之外，则故障电流信号首先被送至逆变器的控制板金沙总站唯一官网，并从那里出发并触发故障反应程序金沙总站唯一官网，这一过程被称作慢保护。此过程甚至还可以由逆变器的控制调节系统来处理(例如金沙总站唯一官网，系统对过载的反应)。3.1 故障电流的检测
图7给出了一个电压型逆变电路金沙总站唯一官网。在这里，可能检测到故障电流的测试点均被注出。
原则上金沙总站唯一官网，控制短路电流要求快速的保护措施，以在驱动电路的输出端实现直接控制，原因是在短路发生后功率模块必须在lOμs之内关闭金沙总站唯一官网金沙总站唯一官网。为此金沙总站唯一官网，故障电流可以在检测点③、④、⑥和⑦处检测。
3)测量值已被隔离。在测试点⑥和⑦，故障电流的检测可以直接在IGBT或MOSIEET的端子处进行。在这里，保护方法可以是vCEsat或vDS（os）检测(间接测暈)，或者是镜像电流枪测。后者采用一个传感器一小部分的检测IGBT单元的办法来反映主电流(直接测量)。图8给出了原理电路图。
在一个镜像IGBT中金沙总站唯一官网，一小部分的ICBT单元和一个用于检测的发射极电阻相结合，且并联于主IGBT的电流臂上。一旦导通的集电极电流通过测量电阻，便可以获得其信息。在Rsense=0时，两个发射极之间的电流比等于理想值，为镜像IGBT单元数与总单元数之比。如果Rsense增大，则测量电路中导通的电流将因测量信号的反馈而减小。
如果用于关断的电流门限值只是略大于功率模块的额定电流，那么在IGBT开通期间金沙总站唯一官网，因为反向续流二极管反向恢复电流峰值的作用，电流检测必须关闭(在硬开关电路中)。若检测电阻趋于无限大时(Rsense→∞)，则其测量电压等于集电极一发射极饱和电压金沙总站唯一官网。因此，镜像电流检测转化为vCEsat检测。
通过降低或限制高额故障电流，特别足在短路和低阻抗的对地短路情况下，功率模块可以获得更好的保护。
如图l中所示的那样，在短路Ⅱ情形下，高dvCE/dt引起栅极——发射极电压上升，进而产生一个动态的短路过电流。
短路电流的幅度可以通过栅极——发射极电压的箝位来降低。除了限制动态短路过电流外，稳态的短路电流也可以通过减小栅极——发射极电压的方法来减小。这一方法将减小短路期间功率模块的损耗，同时由于需关断的短路电流较低金沙总站唯一官网，过电压也随之降低金沙总站唯一官网。其原理见图9所示。
这一保护技术可以将耐冲击功率模块的稳态短路电流限制在额定电流的3倍左右。
随着电力电子技术的发展，类似IGBT、MOS-FET的功率模块的应用也越来越普及。为了其安全高效地工作运行金沙总站唯一官网，必须对功率模块考虑过电流保护措施。首先金沙总站唯一官网，应能在最短的时间内检测到过电流故障，然后，采取适当的方式保护功率模块。
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