IGBT元件的短路和过电压保护

有关短路和过电压保护的流程图：

没有附加保护装置的 10μs 短路 SOA 操作。
短路（超负荷）原因和电流检测

原因                                                                       电流传感器

变频器侧                                                             电流互感器CT

元件破坏、控制电路异常、外壳接地           （分为AC、DC、高频用）

负载侧                                                                分流电阻

负荷异常、相间短路、接地                            电流测量集成电路
由于元件破坏、控制电路异常（空载时间不足）而引起的桥臂短路电流范例：

由于相间短路引起的短路电流范例：

由于接地引起的短路电流范例（①或②的某一个有电流流动）：

短路电流关断时的C-E间过电压：

相间（负载）短路时，会流动非常大的电流，其电流值由电源电容器的ESR和IGBT的增益而决定。发生功率大幅度剧增，如果不在10μs以内关断，就会损坏IGBT。此时还会发生浪涌电压，其电压值为集电极及发射极分布电感Ls与-di/dt之积。即使Ls为0.1μH，如果-di/dt为2,000A/μs，此电压为200V。为了降低-di/dt，需要缓慢地关断IGBT（软关断）。当然，配线时应注意尽可能让残留电感最小。

另外，IGBT从饱和状态向不饱和状态移动时，集电极的电位上升。因此，门极也由于反向传输电容而导致门极电位上升。这有进一步增强集电极电流的作用，还有导致门极破坏的危险，因此建议在门极-发射极之间加入稳压二极管和电阻。