Nadtokovna zaščita IGBT
Ne glede na materialno škodo ali varnostne razloge, je zaščita IGBT za prekomerne tokove ključna za zanesljivost sistema. IGBT-ji niso varna komponenta. Če ne uspejo, lahko povzročijo, da kondenzator avtobusov DC eksplodira in povzroči okvaro celotnega voznika. Nadtokovno zaščito se običajno doseže z merjenjem toka ali detekcijo desaturacije. Slika 2 prikazuje te nasvete.
Za meritve toka, tako ročica pretvornika kot fazni izhod zahtevata merilne naprave, kot so uporni upori, ki obravnavajo napake streljanja in motnje navitja motorja. Hitra izvedba izklopnega vezja v krmilniku in / ali gonilniku vrat mora pravočasno izklopiti IGBT, da se prepreči kratkostičen čas. Največja prednost te metode je, da zahteva dve merilni napravi na vsaki inverterski roki in je opremljena z vsemi ustreznimi kondicionirnimi in izolacijskimi vezji. To je mogoče ublažiti s preprosto dodajanje upornika proti pozitivnemu DC vodilu in negativni DC vodilu. Vendar pa v mnogih primerih obstajajo bodisi upori upora roke v arhitekturi voznika bodisi fazni uporni upori, ki služijo tokovni krmilni zanki in zagotavljajo nadtokovno zaščito motorja; možne so tudi za zaščito pred pretokom IGBT - pod pogojem, da je odzivni čas priprave signala dovolj hiter, da se zaščiti IGBT med zahtevanim časom kratkega stika.
Zaznavanje desaturacije uporablja sam IGBT kot trenutni merilni element. Diode v shemi zagotavljajo, da se napetost kolektorja-oddajnika IGBT spremlja samo z občutnim krogom med vklopom; med normalnim delovanjem je napetost oddajnika kolektorja zelo nizka (običajno od 1V do 4V). Vendar, če pride do kratkega stika, se kolektorski tok IGBT dvigne na raven, ki poganja IGBT iz območja nasičenja in v linearno območje delovanja. To povzroča hitro naraščanje napetosti kolektorja. Zgornje normalne napetostne ravni se lahko uporabijo za označevanje prisotnosti kratkega stika, medtem ko je prag dezaturacijskega izstopa tipično v območju 7V do 9V. Pomembno je, da desaturacija lahko pomeni tudi, da je napetost oddajnika previsoka in da IGBT ni v celoti usmerjen na območje nasičenja. Pri uvajanju zaznavanja desaturacije je treba paziti, da preprečite lažno sprožitev. To se lahko zlasti pojavi med prehodom iz stanja IGBT off v stanje IGBT, ko IGBT ni v celoti zasičen. Čas praznjenja je običajno med vklopnim signalom in časom aktivacije zaznavanja desaturacije, da se prepreči lažno odkrivanje. Tokovni polnilni kondenzator ali RC filter je prav tako običajno dodan, da ustvari kratko časovno konstanto v mehanizmu zaznavanja za filtriranje ostružkov filtra, ki ga povzroča hrup. Pri izbiri teh komponent filtra je potrebna kompromis med odpornostjo proti hrupu in odpornim časom kratkega stika IGBT.
Na splošno obstajata dva načina za reševanje problema induktivnega prevoda pretvornika IGBT - z bipolarnim napajanjem ali dodatnim Miller objemkom. Zmožnost sprejemanja bipolarne oskrbe na izolirani strani gonilnika vrat zagotavlja dodatno rezervo za prehodne pojave inducirane napetosti. Na primer, negativna tirnica –7,5 V pomeni, da je inducirana prehodna napetost, večja od 8,5 V, potrebna za občutek lažnega prevajanja. To je dovolj, da preprečite potapljanje. Druga metoda je zmanjšanje impedance izklopa vezja gonilnika vrat za določen čas po zaključku prehoda za izklop. To se imenuje Millerjev kleščni krog. Kapacitivni tok sedaj teče skozi spodnje vezje impedance, kar zmanjšuje velikost prehodne napetosti. Uporaba asimetričnih uporov vrat za vklop in izklop zagotavlja dodatno fleksibilnost pri nadzoru preklopne hitrosti. Vse te funkcije gonilnikov vrat imajo pozitiven vpliv na zanesljivost in učinkovitost celotnega sistema.
