通常，在电动机驱动应用中需要许多不同类型的保护，包括保护功率晶体管，电动机或系统的任何部分。逆变器的电流保护是最重要的保护之一。它不仅可以防止对功率晶体管的任何潜在损坏，而且还可以在发生故障或控制变得不稳定时防止电动机退磁。过电流保护（OCP）和短路保护（SCP）通常可以互换使用，但是两者之间仍然存在差异，我们将在此博客文章中进行讨论。 OCP和SCP的区别简单地说，短路保护是过电流保护的一部分。图1显示了不同电流保护之间的关系。接地故障保护，臂短路保护和相间短路保护都是短路保护。图1.过电流保护和短路保护的比较。图2显示了不同的短路模式和电流路径。如图2（a）所示，当电动机绕组短路到电动机外壳（通常接地）时，或电动机电缆短路到地面时，都会发生接地故障。图2（b）显示了桥臂的短路，这意味着高侧IGBT和低侧IGBT意外地同时导通并产生极高的电流。图2（c）显示了相间短路，当不同相的电机绕组短路时会发生这种情况。在所有三个示例中，电流幅度受电流路径（包括IGBT本身）的阻抗限制。图2.如何设置短路电流路径的OCP点？无论面对哪种类型的过电流情况，如何设置保护电流都是非常重要的。为了解决这个问题，我们必须首先确定系统中最易受攻击的组件。在大多数情况下，IGBT会比续流二极管更早损坏，因为当逆变器将功率传输到电动机时，它更容易产生过电流。那么，OCP跳闸值是否应设置为IGBT可以处理的最大电流？这取决于系统采用的控制方法。在伏特/赫兹控制（感应电动机应用中广泛使用）中，无法准确预测启动时的电流值。另一方面，如果使用诸如磁场定向控制之类的电流控制方法，则在特定应用中电动机的最大电流值是众所周知的。如图3所示，为该值添加一些余量将成为OCP触发大小的一个很好的参考点。例如，在带有FOC的冰箱中使用的永磁电动机的额定电流为1A rms，但是在初始启动冷却期间，它可以承受120％的过载，持续10分钟。在这种情况下，最大峰值电流为1 A rms * 120％* Sqrt（2）= 1.7 A峰值。考虑到电流控制的过冲裕量，可以选择+/- 2 A作为控制中的电流反馈范围。然后可以将2.5 A设置为OCP跳变点。即使在逆变器电路中使用饱和电流为30 A的5 A IGBT，也无需将电流跳变点设置为10 A或更高。高电流跳变点可能导致电动机退磁。如果具有固定的时间过载能力，则可以实施I2T保护以补充OCP。图3. OCP点与其他电流大小之间的关系采用哪种保护方法？另一方面，SCP专注于IGBT故障。飞兆半导体SPM智能功率模块中的IGBT具有出色的短路性能，但如果不能在几微秒内安全关断，则可能会损坏它。因此，应配置固定延迟时间为几微秒的硬件，而不是通过软件来实现。保护IGBT免受短路损坏的最常见方法是通过电流检测电阻器感测DC负母线上的电流，如图4（a）所示，并将压降前馈至栅极驱动器，以便后者可以同时软关断IGBT。在短路条件下关断IGBT可能会导致过大的电压尖峰和闩锁故障。软关断是克服这些问题的最有效方法。对于额定功率高于5 Hp的逆变器，电流感测电阻的选择非常有限，而飞兆半导体的SPM 2系列产品使用感测IGBT，这些感测IGBT配备了感测发射极引脚，并且载流电流仅是电流的一部分。实际发射极电流。一小部分。连接三个感应发射器，以使电流通过外部电流检测电阻器，如图4（b）所示。压降以类似的方式前馈至栅极驱动IC。图4.使用电流感应电阻器进行短路保护。缺点之一