退飽和電路的短路保護(hù)方式

退飽和電路主要作用是對(duì)功率器件進(jìn)行短路保護(hù)，那么短路保護(hù)的方式有幾種：

1、電阻采樣方案

該方案需要在電源回路中串聯(lián)一個(gè)電阻器進(jìn)行感應(yīng)電流，可以在任何系統(tǒng)中靈活使用。但該方案需要高精度的電阻器、快速的ADC來(lái)保證信號(hào)準(zhǔn)確性、采樣延時(shí)。缺點(diǎn)在于在于會(huì)在電阻器上產(chǎn)生損耗，在選型的時(shí)候需要考慮耐受功率以及散熱等問(wèn)題。

2、SenceFET電流傳感器方案

SenceFET通常集成在功率器件內(nèi)部，與器件并聯(lián)以降低器件導(dǎo)通電流。然后通過(guò)精確的分流電阻按比例縮小電流，因?yàn)楦袘?yīng)的電流與器件同步所以檢測(cè)的時(shí)間很短，另外是集成在器件內(nèi)部的寄生電感小產(chǎn)生的噪聲也很低，缺點(diǎn)就是需要具有SenceFET的功率器件會(huì)間接增加系統(tǒng)成本。

3、退飽和方案

第三種方案就是本文詳細(xì)介紹的退飽和方案，在實(shí)際應(yīng)用中，退飽和現(xiàn)象一般發(fā)生在器件短路時(shí)，這時(shí)CE電壓上升到母線電壓，電流一般是額定電流的4倍左右，功率異常增大，結(jié)溫急劇上升，不及時(shí)關(guān)斷器件就有可能燒毀器件。多數(shù)的功率器件有一定的短路承受能力，一般在幾u(yù)s之內(nèi)。

上圖所示是一個(gè)簡(jiǎn)化的MOS剖面圖，以此來(lái)闡述退飽和發(fā)生的原因。柵極施加一個(gè)大于閾值的正壓VGS，則柵極氧化層下方會(huì)形成導(dǎo)電溝道，這時(shí)如果給漏極D施加正壓VDS，則源極中的電子便會(huì)在電場(chǎng)的作用下源源不斷地從漏極D流向源極S，這樣電流便形成了，這時(shí)電流隨DS電壓的增長(zhǎng)而線性增長(zhǎng)。隨著DS電壓的增大，使得柵極和硅表面的電壓差很小而不能維持硅表面的強(qiáng)反型，溝道出現(xiàn)夾斷現(xiàn)象，電流不再隨DS電壓的增加而成比例增長(zhǎng)。

驅(qū)動(dòng)芯片內(nèi)置一個(gè)恒流源，器件正常工作時(shí)壓降很低，恒流源的電流流過(guò)功率器件；當(dāng)器件退飽和后壓降急劇升高，二極管Dhv截止，恒流源電流只能向電容Cblk充電，當(dāng)Cblk上的電壓超過(guò)芯片內(nèi)部的退飽和電壓時(shí)，芯片內(nèi)部比較器翻轉(zhuǎn)，邏輯電路報(bào)錯(cuò)。

退飽和保護(hù)閾值：

退飽和消隱時(shí)間：

注意事項(xiàng)：

因?yàn)樵谕孙柡蜖顟B(tài)下器件電流非常大，如果不加限制地關(guān)斷功率器件，會(huì)產(chǎn)生很大的di/dt，施加在回路的寄生電感上就會(huì)感應(yīng)出很高的CE電壓，如果這個(gè)電壓高于器件額定電壓，那么功率器件就有可能損壞。我們通常用軟關(guān)斷、有源鉗位等手段控制關(guān)斷時(shí)的電壓尖峰。