二代大功率IGBT短路保护和有源钳位电路设计
参数设定：
注：BAS316／416为低漏电流二极管Rvce为限流电阻，最大电流为0．6mA～1mA
(1)比较器反相输入端依然为参考电压值，Vth=150μA*Rth；
(2)正常导通时，集电极还是饱和电压，大概2V左右，Dm反向截止，Cx无充电回路，同相端电压稳定；
(3)短路时，集电极电位上升至母线电压，由于Rvce限流作用，15V电源作为负载源，使得同相端电位通过给Ca充电迅速提高，最终约等于10V左右，集电极的高压主要承受在Rvce上。
响应时间与定时电容Cx、参考电压电阻Rth的关系见表2。
与SCALE-1比，SCALE-2的快速性和可靠性得到提高。
3 IGBT有源钳位电路设计
3．1 有源钳位电路的设计
有源钳位电路的目标是钳住IGBT的集电极电位，使其不要到达太高的水平，因为IGBT关断时产生的电压尖峰太高或太陡，都会使IGBT受到威胁。
IGBT正常关断时也会产生电压尖峰，但数值不会太高，如果短路时关断IGBT，产生的电压尖峰则非常高，此时IGBT非常容易被打坏。所以有源钳位电路通常在故障状态下才会动作，正常时不工作。
当TVS被击穿时，电流IAAC会流进ASIC(专用集成电路)的AAC单元。该单元会根据IAAC的大小操纵下管mosfet。当该电流大于40mA时，下管mosfet开始被线性地关断，当电流大于500mA时，下管mosfet完全关闭。此时门极处于开路状态，Iz会向门极电容充电，使门极电压从米勒平台回到+15V，从而使关断电流变缓慢，达到电压钳位的效果。这个电路的特点是TVS的负载小，TVS的工作点接近额定点，钳位的准度高。
3．2 动态有源钳位电路
在一些应用中，例如太阳能逆变器，牵引变流器等，母线电压有时可能会高于有源钳位动作的电压点，有源钳位电路会进人连续动作状态，ASIC有很大风险，此时需应用动态有源钳位电路，见图6。
将有源钳位的动作门槛设置成动态的，在IGBT导通时，门槛降低为Vth2，在IGBT关断后，延迟一段时间，然后将有源钳位的动作门槛提高到Vth1。这样IGBT在导通状态和截止状态时，其有源钳位电路的动作门槛电压是有区别的，但并不影响有源钳位电路的本意，因为IGBT在关断瞬间，钳位门槛是在Vth2。如果母线电压升高．IGBT在关断态时，钳位电路的门槛又比较高，这样能较好地解决某些应用中很现实的问题。
4 结论
根据IGBT的特性及IGBI的短路特性，驱动器只能对其进行短路保护，过流保护功能由霍尔电流传感器完成。基于二代SCALE-2模块25C0 435T设计的IGBT驱动电路，解决了IGBT短路误保护和有源钳位问题，在工程应用中得到验证。
关键词： IGBT模块 二代SCALE-2模块 2SC0435T 短路保护 有源钳位
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