IGBT,IGBT驱动电路

IGBT概述

IGBT是(shi)绝缘栅(zha)双极(ji)型(xing)晶体管，是(shi)由BJT(双极(ji)型(xing)三极(ji)管)和(he)(he)(he)MOS(绝缘栅(zha)型(xing)场效应(ying)管)组(zu)成的(de)(de)复合全控型(xing)电压(ya)驱(qu)(qu)动(dong)(dong)式功(gong)率半导(dao)(dao)体器(qi)件, 兼有(you)MOSFET的(de)(de)高输入阻抗和(he)(he)(he)GTR的(de)(de)低(di)导(dao)(dao)通压(ya)降两方(fang)面的(de)(de)优(you)点。GTR饱(bao)和(he)(he)(he)压(ya)降低(di)，载流(liu)(liu)(liu)密度大(da)，但(dan)驱(qu)(qu)动(dong)(dong)电流(liu)(liu)(liu)较大(da)；MOSFET驱(qu)(qu)动(dong)(dong)功(gong)率很小，开(kai)关速(su)度快，但(dan)导(dao)(dao)通压(ya)降大(da)，载流(liu)(liu)(liu)密度小。IGBT综合了以上两种(zhong)器(qi)件的(de)(de)优(you)点，驱(qu)(qu)动(dong)(dong)功(gong)率小而饱(bao)和(he)(he)(he)压(ya)降低(di)。非常适合应(ying)用于(yu)直流(liu)(liu)(liu)电压(ya)为(wei)600V及以上的(de)(de)变流(liu)(liu)(liu)系(xi)统如交(jiao)流(liu)(liu)(liu)电机、变频器(qi)、开(kai)关电源、照明电路、牵引传动(dong)(dong)等领域(yu)。

IGBT驱动电路详解

IGBT驱动电路(lu)的(de)作(zuo)(zuo)用(yong)(yong)是将单片(pian)机输出的(de)脉冲进(jin)行功率放大，以驱动IGBT，保证(zheng)IGBT的(de)可靠工作(zuo)(zuo)，驱动电路(lu)起着至关(guan)重要的(de)作(zuo)(zuo)用(yong)(yong)，对IGBT驱动电路(lu)的(de)基(ji)本(ben)要求(qiu)如下(xia)：

（1） 提(ti)供适当(dang)的(de)正向和反向输出(chu)电压，使IGBT可靠的(de)开(kai)通(tong)和关断。

（2） 提供足(zu)够大(da)的瞬(shun)态功率或瞬(shun)时电流，使IGBT能迅速建立栅(zha)控电场而导通。

（3） 尽可能小的输入输出(chu)延迟时间(jian)，以提高工(gong)作效(xiao)率。

（4） 足够高的(de)输(shu)入输(shu)出电(dian)气隔离性能，使信号电(dian)路与栅极驱动电(dian)路绝缘(yuan)。

（5） 具(ju)有灵敏(min)的过流保(bao)护(hu)能力。

IGBT驱动电路-驱动电路EXB841/840

EXB841 工(gong)(gong)作原(yuan)理如图(tu)1，当(dang)EXB841的(de)(de)14脚和15脚有10mA的(de)(de)电流流过1us以后IGBT正(zheng)常(chang)开(kai)通，VCE下降至3V左右(you)，6脚电压被(bei)  钳制在8V左右(you)，由于VS1稳压值是13V，所(suo)以不(bu)会被(bei)击(ji)穿，V3不(bu)导通，E点的(de)(de)电位约为(wei)20V，二极(ji)管(guan)VD截止(zhi)，不(bu)影响V4和V5正(zheng)常(chang)工(gong)(gong)作。

当 14脚(jiao)(jiao)和15脚(jiao)(jiao)无电(dian)流(liu)流(liu)过，则(ze)V1和V2导(dao)通，V2的(de)(de)(de)导(dao)通使(shi)V4截止(zhi)、V5导(dao)通，IGBT栅(zha)极(ji)电(dian)荷通过V5迅(xun)(xun)速放(fang)电(dian)，引(yin)(yin)脚(jiao)(jiao)3电(dian)位(wei)(wei)下降至(zhi)0V，是  IGBT栅(zha)一 射间承受5V左(zuo)右的(de)(de)(de)负偏(pian)压，IGBT可靠关断，同时VCE的(de)(de)(de)迅(xun)(xun)速上升使(shi)引(yin)(yin)脚(jiao)(jiao)6“悬空”。C2的(de)(de)(de)放(fang)电(dian)使(shi)得B点电(dian)位(wei)(wei)为0V，则(ze)V  S1仍然(ran)不(bu)导(dao)通，后(hou)续电(dian)路(lu)不(bu)动作，IGBT正常关断。

如有过流发生，IGBT的(de)(de)(de)V CE过大使(shi)得VD2截止，使(shi)得VS1击穿，V3导通，C4通过R7放电(dian)(dian)(dian)，D点电(dian)(dian)(dian)位下降，从而使(shi)IGBT的(de)(de)(de)栅(zha)一射间的(de)(de)(de)电(dian)(dian)(dian)压UGE降低  ，完成慢关断，实现对IGBT的(de)(de)(de)保护。由EXB841实现过流保护的(de)(de)(de)过程可(ke)知，EXB841判(pan)定(ding)过电(dian)(dian)(dian)流的(de)(de)(de)主要依(yi)据是6脚(jiao)的(de)(de)(de)电(dian)(dian)(dian)压，6脚(jiao)的(de)(de)(de)电(dian)(dian)(dian)压不(bu)仅与VCE  有关，还(hai)和(he)二(er)极管VD2的(de)(de)(de)导通电(dian)(dian)(dian)压Vd有关。

典型接线方(fang)法(fa)如图2，使(shi)用时注意如下几点：

a、IGBT栅-射极(ji)驱动回(hui)路往返接线不能太长（一般(ban)应该小于1m），并(bing)且(qie)应该采用(yong)双绞线接法，防止干扰(rao)。

b、由于IGBT集电(dian)极(ji)产生较大(da)(da)的电(dian)压尖脉冲，增加IGBT栅(zha)(zha)极(ji)串联电(dian)阻RG有利(li)于其(qi)安全工作。但是栅(zha)(zha)极(ji)电(dian)阻RG不能太大(da)(da)也不能太小，如(ru)果  RG增大(da)(da)，则开通关断时间延长(zhang)，使得开通能耗增加;相(xiang)反(fan)，如(ru)果RG太小，则使得di/dt增加，容易产生误(wu)导(dao)通。

c、图中电(dian)(dian)(dian)容C用来(lai)吸(xi)收由(you)电(dian)(dian)(dian)源连接阻(zu)抗引起的供(gong)电(dian)(dian)(dian)电(dian)(dian)(dian)压变化，并不是(shi)电(dian)(dian)(dian)源的供(gong)电(dian)(dian)(dian)滤波电(dian)(dian)(dian)容，一般取值为47 F。

d、6脚(jiao)过电流(liu)保(bao)护取样信号连接端，通过快恢复二极(ji)(ji)管接IGBT集电极(ji)(ji)。

e、14、15接(jie)驱动信号，一(yi)般14脚接(jie)脉冲形成部分的(de)地，15脚接(jie)输入(ru)信号的(de)正端，15端的(de)输入(ru)电(dian)流一(yi)般应(ying)该小于20mA，故在15脚前加限流电(dian)阻。

f、为了保证可靠的关断与导通(tong)，在栅射极(ji)加稳(wen)压二极(ji)管。

M57959L/M57962L厚膜驱动电路

M57959L/M57962L厚(hou)膜(mo)驱(qu)动电(dian)(dian)路采(cai)用双(shuang)电(dian)(dian)源（+15V，- 10V）供(gong)电(dian)(dian)，输(shu)出(chu)(chu)负偏压为-10V，输(shu)入输(shu)出(chu)(chu)电(dian)(dian)平(ping)与(yu)TTL电(dian)(dian)平(ping)兼(jian)容(rong)，配有短(duan)  路/过载保护和 封闭性短(duan)路保护功(gong)能，同时(shi)具(ju)有延时(shi)保护特性。其(qi)分(fen)别适合(he)于驱(qu)动1200V/100A、600V/200A和1200V/400A、600V/600A及其(qi)  以下(xia)的 IGBT.M57959L/M57962L在驱(qu)动中小(xiao)功(gong)率的IGBT时(shi)，驱(qu)动效果和各项(xiang)性能表现优(you)良，但(dan)当其(qi)工作在高频(pin)下(xia)时(shi)，其(qi)脉(mai)冲前后沿变的较差(cha)，即信(xin)  号(hao)的最大传输(shu)宽度受(shou)到限制。且厚(hou)膜(mo)内部采(cai)用印(yin)刷电(dian)(dian)路板(ban)设计，散热不是很好，容(rong)易因过热造成内部器(qi)件(jian)的烧毁。

日本(ben)三菱(ling)公司的(de)M57959L集成IGBT专(zhuan)用驱动芯片它可(ke)以作为600V/200A或者1200V/100A的(de)IGBT驱动。其最高频率(lv)也达40KHz，采用双(shuang)电源  供电（+15V和-15V）输出电流峰值为±2A，M57959L有以下特(te)点：

（1） 采(cai)用光耦实(shi)现电(dian)器隔(ge)离，光耦是快速型的(de)，适(shi)合(he)20KHz左右(you)的(de)高频开(kai)关运(yun)行，光耦的(de)原边已串联限流电(dian)阻，可将5V电(dian)压直(zhi)接(jie)加到输(shu)入 侧(ce)。

（2） 如果采用双电源(yuan)驱动技术，输出负栅压比较(jiao)高，电源(yuan)电压的极限值为+18V/-15V，一般取+15V/-10V。

（3） 信号传输延(yan)迟时(shi)间短(duan)，低(di)电(dian)平(ping)(ping)-高电(dian)平(ping)(ping)的传输延(yan)时(shi)以及高电(dian)平(ping)(ping)-低(di)电(dian)平(ping)(ping)的传输延(yan)时(shi)时(shi)间都在1.5μs以下。

（4） 具有过(guo)流保(bao)护功能。M57962L通过(guo)检测IGBT的(de)饱和压(ya)降来判断(duan)IGBT是否(fou)过(guo)流，一旦(dan)过(guo)流，M57962L就会(hui)将对(dui)IGBT实(shi)施软关(guan)断(duan)，并输出过(guo)  流故障(zhang)信号。

（5） M57959的(de)内部结(jie)构如图所(suo)示，这一电(dian)路(lu)的(de)驱(qu)动部分与EXB系(xi)列相仿，但(dan)是过流保(bao)护方面有所(suo)不同。过流检测仍采用(yong)电(dian)压采样，电(dian)路(lu)特  点是采用(yong)栅压缓降，实(shi)现IGBT软关断。

避免了关断中(zhong)(zhong)过电(dian)压和大电(dian)流冲击，另外，在(zai)关断过程(cheng)中(zhong)(zhong)，输(shu)入(ru)控(kong)制信(xin)(xin)号的状态失(shi)去作用(yong)，既保(bao)(bao)护(hu)关断是(shi)在(zai)封(feng)闭状态中(zhong)(zhong)完成的。当保(bao)(bao)护(hu)开始时，立即送出故障信(xin)(xin)号，目的是(shi)切断控(kong)制信(xin)(xin)号，包括电(dian)路中(zhong)(zhong)其它有源器件。

IGBT驱动电路-SD315A集成驱动模块

集成驱(qu)动模(mo)(mo)块(kuai)采用+15V单电源(yuan)供电，内部集成有(you)过流保(bao)护电路，其(qi)最(zui)大(da)的(de)特点(dian)是(shi)具(ju)(ju) 有(you)安全性(xing)(xing)、智(zhi)能(neng)性(xing)(xing)与易用性(xing)(xing)。2SD315A能(neng)输出很(hen)(hen)大(da)的(de)峰  值电流（最(zui)大(da)瞬时输出电流可(ke)达±15A），具(ju)(ju)有(you)很(hen)(hen)强的(de)驱(qu)动能(neng)力(li)和很(hen)(hen)高的(de)隔离电压能(neng)力(li)（4000V）。2SD315A具(ju)(ju)有(you)两个驱(qu)动输出通道(dao)，适合(he)于驱(qu)  动等级为(wei)1200V/1700V极其(qi)以上的(de)两个单管(guan)或(huo)一个半桥式的(de)双(shuang)单元(yuan)大(da)功率IGBT模(mo)(mo)块(kuai)。其(qi)中(zhong)在作为(wei)半桥驱(qu)动器(qi)使用的(de)时候，可(ke)以很(hen)(hen)方便地 设置死区时间。

2SD315A内部主要有三大功能(neng)模块构(gou)成，分别是LDI（Logic To Driver  Interface，逻辑(ji)驱动转(zhuan)换接口）、IGD（Intelligent Gate  Driver，智能(neng)门(men)极驱动）和输(shu)入与输(shu)出相互绝缘的DC/DC转(zhuan)换器。

当外部输入PWM信(xin)号(hao)(hao)后(hou)，由LDI进行(xing)编码(ma)(ma)处(chu)(chu)理，为保证(zheng)信(xin)号(hao)(hao)不受外界(jie)条(tiao)件的(de)  干扰，处(chu)(chu)理过的(de)信(xin)号(hao)(hao)在进入IGD前(qian)需用高频隔(ge)离(li)(li)变压器进行(xing)电气(qi)隔(ge)离(li)(li)。从隔(ge)离(li)(li)变压器另一侧  接收到的(de)信(xin)号(hao)(hao)首先(xian)在IGD单元进行(xing)解码(ma)(ma)，并(bing)把解码(ma)(ma)后(hou)的(de)PWM信(xin)号(hao)(hao)进行(xing)放大（±15V/±15A）以驱动(dong)外接大功率IGBT。

当(dang)智(zhi)能门(men)极驱动单元IGD内的  过(guo)(guo)流(liu)和(he)短路(lu)(lu)保(bao)护电路(lu)(lu)检(jian)测到(dao)IGBT发(fa)生(sheng)过(guo)(guo)流(liu)和(he)短路(lu)(lu)故障时，由封锁(suo)时间(jian)逻辑电路(lu)(lu)和(he)状态(tai)确认电路(lu)(lu)产生(sheng)相(xiang)应(ying)的响应(ying)时间(jian)和(he)封锁(suo)时间(jian)，并把此(ci)时的状态(tai)信(xin)号(hao)进(jin)行编码送  到(dao)逻辑控(kong)制单元LDI。LDI单元对传送来(lai)的IGBT工作状态(tai)信(xin)号(hao)进(jin)行解码处理，使之在控(kong)制回路(lu)(lu)中(zhong)得以处理。为防止(zhi)2SD315A的两路(lu)(lu)输出驱动信(xin)号(hao)相(xiang)互  干(gan)扰，由DC/DC转换器提供(gong)(gong)彼此(ci)隔离的电源供(gong)(gong)电。

2SD315使用时注意事项

a、工作模(mo)式

驱动(dong)模块的(de)模式(shi)选择端MOD外接(jie)(jie)+15V电源，输(shu)入引脚RC1和(he)RC2接(jie)(jie)地(di)，为直(zhi)(zhi)接(jie)(jie)工作模式(shi)。逻辑(ji)控制电平采用+15V，信(xin)号(hao)输(shu)入管脚InA、 InB连  接(jie)(jie)在一起接(jie)(jie)收(shou)来自单片机的(de)脉冲(chong)信(xin)号(hao)。2SD315A的(de)SO1和(he)SO2两只管脚输(shu)出通(tong)道的(de)工作状态(tai)。当(dang)MOD接(jie)(jie)地(di)时，MOD接(jie)(jie)地(di)。通(tong)常半桥模式(shi)都是驱动(dong)一个(ge)  直(zhi)(zhi)流母线(xian)上的(de)一个(ge)桥臂，为避(bi)免(mian)上下桥臂直(zhi)(zhi)通(tong)必须设置死区时间(jian)，在死区时间(jian)里两个(ge) 管子同时关断。

因(yin)此，RC  1、RC2端子必须根(gen)据要求外接RC网络来产(chan)生(sheng)死区时(shi)间，死区时(shi)间一般可(ke)以从100n，到几个ms。图中所示(shi)的RC 1、  RC2分别连(lian)接lOk.的电(dian)阻(zu)和100pF的电(dian)容(rong)，这样产(chan)生(sheng)的死区时(shi)间大(da)约是500ns.

b、端口VL/Reset

这个(ge)端(duan)子是(shi)用(yong)来定义具(ju)有施密特性(xing)质的输(shu)入(ru)InA和(he)InB的，使得输(shu)入(ru)在2/3VL时开通，在I/3 VL时作(zuo)为(wei)关断信号。当PWM信号是(shi)TTL电平(ping)时，  该(gai)端(duan)子连接如图3-5所示，当输(shu)入(ru)InA和(he)InB信号为(wei)15V的时候，该(gai)端(duan)子应该(gai)通过一个(ge)大约1K左右的电阻连接到(dao)++15V电源上，这样开启(qi)和(he)关断电压  分别应该(gai)是(shi)lov和(he)5V。另(ling)外，输(shu)入(ru)UL/Reset端(duan)还有另(ling)外的功能：如果其接地，则逻辑驱(qu)动接口单元l.DI001内(nei)的错误信息被清除。

c、门(men)极输(shu)出端

门(men)极(ji)(ji)输(shu)出(chu)(chu)Gx端子接电力半导体的(de)(de)门(men)极(ji)(ji)，当SCALE驱动器用15V供电的(de)(de)时候，门(men)极(ji)(ji)输(shu)出(chu)(chu)土15V.负(fu)的(de)(de)门(men)极(ji)(ji)电压由驱动器内部产生(sheng)。使(shi)用如图3-6  结构的(de)(de)电路(lu)可以(yi)实(shi)现开通和关断的(de)(de)速度的(de)(de)不一样，增加了用户使(shi)用的(de)(de)灵活性(xing)。

d、布局和布线

驱(qu)动器(qi)应该尽(jin)(jin)可(ke)能近(jin)的(de)(de)和功(gong)率半导体放在(zai)(zai)一起，这样从驱(qu)动器(qi)到电力晶(jing)体管的(de)(de)引线(xian)就会尽(jin)(jin)可(ke)能的(de)(de)短，一般(ban)来说驱(qu)动器(qi)的(de)(de)连线(xian)尽(jin)(jin)量不要长  过(guo)10厘米(mi)。同时一般(ban)要求到集(ji)电极(ji)(ji)和发射极(ji)(ji)的(de)(de)引线(xian)采用(yong)绞合(he)线(xian)，还有(you)可(ke)以在(zai)(zai)IGBT的(de)(de)门极(ji)(ji)和发射极(ji)(ji)之间(jian)连接一对齐(qi)纳稳压二极(ji)(ji)管（15~18V）  来保护(hu)IGBT不会被击穿。

驱动模(mo)块的(de)模(mo)式选择端(duan)MOD外(wai)接(jie)(jie)+15V电源(yuan)，输(shu)入引(yin)脚(jiao)(jiao)RC1和(he)(he)RC2接(jie)(jie)地，为直接(jie)(jie)工(gong)作(zuo)模(mo)式。逻(luo)辑控制电平采用(yong)+15V，信(xin)号输(shu)入管(guan)(guan)脚(jiao)(jiao)InA、 InB连  接(jie)(jie)在一起接(jie)(jie)收来自单(dan)(dan)片机的(de)脉冲信(xin)号，进行同步控制。2SD315A的(de)SO1和(he)(he)SO2两只管(guan)(guan)脚(jiao)(jiao)外(wai)接(jie)(jie)三极(ji)管(guan)(guan)和(he)(he)光(guang)(guang)耦用(yong)来向单(dan)(dan)片机输(shu)出(chu)两输(shu)出(chu)通道的(de)  工(gong)作(zuo)状态，其输(shu)出(chu)端(duan)结构(gou)皆为集电极(ji)开路(lu)输(shu)出(chu)，可(ke)以通过(guo)外(wai)接(jie)(jie)上(shang)拉电阻(zu)以适用(yong)于各种电平逻(luo)辑。 在管(guan)(guan)脚(jiao)(jiao)SO1、SO2和(he)(he)电源(yuan)之间以及VisoX  和(he)(he)LSX之间加发光(guang)(guang)二极(ji)管(guan)(guan)进行故(gu)障指示。正常(chang)情况下(xia)SO1和(he)(he)SO2输(shu)出(chu)皆为高电平，上(shang)电后D3和(he)(he)D4先亮，延时(shi)几秒后熄灭，同时(shi)D8和(he)(he)D15发亮。

当检测(ce)(ce)到故障(zhang)信号时(shi)(shi)，SO1和SO2的(de)输出(chu)电平被拉低到地(di)，即D3和D4发(fa)亮，同时(shi)(shi)D8和D15闪烁。2SD315A是(shi)通过(guo)监(jian)测(ce)(ce)UCE（sat）来  判断(duan)回路(lu)(lu)是(shi)否 短路(lu)(lu)和过(guo)流，当检测(ce)(ce)到一路(lu)(lu)或(huo)两路(lu)(lu)发(fa)生过(guo)流现(xian)象(xiang)时(shi)(shi)，检测(ce)(ce)电路(lu)(lu)会(hui)把(ba)异常状态回馈(kui)到驱动(dong)模块(kuai)(kuai)，驱动(dong)模块(kuai)(kuai)内部(bu)会(hui)产生一个故障(zhang)信号并(bing)将它  锁存，锁存时(shi)(shi)间为1s，在这段时(shi)(shi)间内，驱动(dong)模块(kuai)(kuai)不再(zai)输出(chu)信号，而是(shi)将两组(zu)IGBT及时(shi)(shi)关断(duan)予以保护。

同时，状(zhuang)态输(shu)出管(guan)脚SO1和SO2的(de)高(gao)电(dian)平  被拉低(di)，光耦TLP521导通(tong)(tong)，两路状(zhuang)态信号通(tong)(tong)过或门(men)74LS32送(song)给单(dan)片机。为(wei)(wei)(wei)防止因(yin)关(guan)(guan)断(duan)速(su)度(du)太快在IGBT的(de)集电(dian)极上(shang)产(chan)生很高(gao)的(de)反电(dian)动(dong)势，在门(men)极输(shu)出  端采(cai)用如图所示(shi)的(de)电(dian)路结构实现开通(tong)(tong)和关(guan)(guan)断(duan)速(su)度(du)的(de)不同。开通(tong)(tong)时门(men)极电(dian)阻为(wei)(wei)(wei)3.4Ω，关(guan)(guan)断(duan)时电(dian)阻为(wei)(wei)(wei)6.8Ω，二极管(guan)采(cai)用快恢 复(fu)型，这样就使(shi)关(guan)(guan)断(duan)速(su)度(du)下降到(dao)安全水平。

IGBT短路失效机理

GBT负载短(duan)路下的几种(zhong)后果：

（1） 超(chao)过热(re)极(ji)限：半导体的本征温度极(ji)限为250℃，当结温超(chao)过本征温度，器件将丧失阻断能力，IGBT负载短(duan)路时，由(you)于短(duan)路电流(liu)时结温升  高，一旦(dan)超(chao)过其(qi)热(re)极(ji)限时，门级保护也相应(ying)失效。

（2） 电流(liu)擎住效(xiao)应：正(zheng)常工作电流(liu)下，IGBT由于薄层电阻Rs很(hen)小，没有电流(liu)擎住现(xian)象，但在短路(lu)状态下，由于短路(lu)电流(liu)很(hen)大，当Rs上的压(ya)降  高(gao)于0.7V时，使(shi)J1正(zheng)偏，产生(sheng)电流(liu)擎住，门级便失去电压(ya)控制。

（3） 关(guan)断过电(dian)压：为了抑制(zhi)(zhi)短(duan)路电(dian)流(liu)，当故障发生时，控制(zhi)(zhi)电(dian)路立即(ji)撤去正门级电(dian)压，将(jiang)IGBT关(guan)断，短(duan)路电(dian)流(liu)相应下降(jiang)。由(you)于短(duan)路电(dian)流(liu)大，  因此，关(guan)断中电(dian)流(liu)下降(jiang)率很(hen)高，在布线电(dian)感中将(jiang)感生很(hen)高的电(dian)压，尤其是在器件(jian)内(nei)封装引线电(dian)感上的这(zhei)种感应电(dian)压很(hen)难抑制(zhi)(zhi)，它将(jiang)使(shi)器件(jian)有(you)过电(dian)流(liu)变(bian)为关(guan)断过电(dian)压而 失效。

IGBT过流保护方法

（1） 减压法(fa)：是(shi)指在故障出现时，降(jiang)低(di)门级电(dian)压。由于短(duan)路电(dian)流比例于外加正(zheng)门级电(dian)压Ug1，因此(ci)在故障时，可(ke)将正(zheng)门级电(dian)压降(jiang)低(di)。

（2） 切(qie)断脉冲方法：由(you)于在过流时，Uce电压(ya)升(sheng)高，我们利用(yong)(yong)检测集电极电压(ya)的(de)方法来(lai)判断是(shi)否过流，如果过流，就切(qie)断触发脉冲。同时尽  量采用(yong)(yong)软关断方式，缓(huan)解(jie)短路电流的(de)下降率，避免产生过电压(ya)造成对IGBT的(de)损坏。

IGBT结构

下(xia)图所(suo)示(shi)为(wei)(wei)一个N沟(gou)(gou)道(dao)增(zeng)强型(xing)绝(jue)缘栅双极(ji)晶体(ti)管结构， N+区称(cheng)为(wei)(wei)源(yuan)区，附于(yu)其上的(de)电极(ji)称(cheng)为(wei)(wei)源(yuan)极(ji)（即(ji)发射极(ji)E）。N基极(ji)称(cheng)为(wei)(wei)漏区。器(qi)件的(de)控(kong)制区为(wei)(wei)栅区，附于(yu)其上的(de)电极(ji)称(cheng)为(wei)(wei)栅极(ji)（即(ji)门极(ji)G）。沟(gou)(gou)道(dao)在(zai)(zai)(zai)紧靠栅区边界(jie)形成。在(zai)(zai)(zai)C、E两(liang)极(ji)之间的(de)P型(xing)区（包(bao)括P+和P-区）（沟(gou)(gou)道(dao)在(zai)(zai)(zai)该区域形成），称(cheng)为(wei)(wei)亚沟(gou)(gou)道(dao)区（Subchannel region）。

而(er)在漏区(qu)另一侧的(de)P+区(qu)称为漏注入(ru)区(qu)（Drain injector），它是IGBT特(te)有的(de)功能区(qu)，与漏区(qu)和亚(ya)沟(gou)道区(qu)一起形成PNP双极(ji)(ji)晶体管，起发射极(ji)(ji)的(de)作用(yong)，向漏极(ji)(ji)注入(ru)空穴，进(jin)行导电调(diao)制，以降低器件的(de)通态电压。附于漏注入(ru)区(qu)上的(de)电极(ji)(ji)称为漏极(ji)(ji)（即(ji)集电极(ji)(ji)C）。

IGBT的开关作用是通(tong)过(guo)加正(zheng)向栅极电(dian)压形成沟道，给PNP(原(yuan)来为(wei)NPN)晶体(ti)管提供基极电(dian)流(liu)，使IGBT导(dao)通(tong)。

反(fan)之，加反(fan)向门极(ji)(ji)电压消除沟道，切(qie)断基极(ji)(ji)电流，使IGBT关断。IGBT的(de)驱动方(fang)法和MOSFET基本相同，只需控制(zhi)输(shu)入极(ji)(ji)N-沟道MOSFET，所以具有高输(shu)入阻抗特(te)性。当MOSFET的(de)沟道形(xing)成后，从P+基极(ji)(ji)注(zhu)入到(dao)N-层的(de)空穴（少子），对(dui)N-层进行(xing)电导调制(zhi)，减小(xiao)N-层的(de)电阻，使IGBT在高电压时，也(ye)具有低的(de)通态(tai)电压。 

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