? 目前，功率模塊正朝著集成化、智能化和模塊化的方向發(fā)展。功率模塊為機電一體化設(shè)備中弱電與強電的連接提供了理想的接口。
????在任何運行狀態(tài)下，功率模塊都需要受到保護，以避免其承受不允許的電流應(yīng)力，也就是說，避免功率模塊的運行區(qū)超出所給定的安全工作區(qū)。
????超出安全工作區(qū)運行將導(dǎo)致功率模塊受損傷，其壽命會由此而縮短。情況嚴(yán)重時還會立刻導(dǎo)致功率模塊的損壞。
????因此，最重要的是先檢測出臨界的電流狀態(tài)和故障，然后再去恰當(dāng)?shù)仨憫?yīng)它們。
????本文的敘述主要是針對IGBT的過電流保護，但是，也可以類推應(yīng)用到功率MOSFET。
1 故障電流的種類
????故障電流是指超過安全工作區(qū)的集電極或漏極電流。它可以由錯誤的控制或負(fù)載引起。
????故障電流可通過以下機理導(dǎo)致功率半導(dǎo)體的損壞；
????1)由高功率損耗導(dǎo)致的熱損壞；
????2)動態(tài)雪崩擊穿；
????3)靜態(tài)或動態(tài)的擎住效應(yīng)；
????4)由過電流引起的過電壓。
????故障電流可進一步劃分為過電流、短路電流及對地故障電流。
1.1 過電流
????特征：
????1)集電極電流的di／dt低(取決于負(fù)載電感和驅(qū)動電壓)；
????2)故障電流通過直流母線形成回路；
????3)功率模塊沒有離開飽和區(qū)。
????起因：
????1)負(fù)載阻抗降低；
????2)逆變器控制出錯。
1.2 短路電流
????特征：
????1)集電極電流急劇上升；
????2)故障電流通過直流母線形成回路；
????3)功率模塊脫離飽和區(qū)。
????起因：
????1)橋臂直通短路(圖l中的情況1)
????一一由于功率模塊失效而引起；
????一一由于錯誤的驅(qū)動信號而引起。
????2)負(fù)載短路電流(圖l中的情況2)
????一一由于絕緣失效而引起；
????一一由于人為的失誤而引起(例如誤接線)。