在電力電子裝置中我們經(jīng)常見(jiàn)到短路故障，IGBT短路故障致使igbt損壞的原因主要有以下三種。總的來(lái)說(shuō)，這三種原因都可以歸結(jié)為器件中硅材料或焊接導(dǎo)線的熱效應(yīng)所引起。

1)vce過(guò)電壓

在保護(hù)電路控制igbt主動(dòng)關(guān)斷由于短路引起的大電流時(shí)，由于分布電感的存在會(huì)產(chǎn)生vce過(guò)電壓，vce超過(guò)了特定的限制。igbt將因雪崩擊穿而損壞;與短路電流相等的ic將集中于一塊很窄的硅上從而產(chǎn)生一個(gè)高溫的熱點(diǎn)，因此，失去它的阻斷能力，并在幾十ns內(nèi)失去電壓。為了防止由于這類原因造成igbt失效，除了主回路的分布電感應(yīng)盡可能地小[4]，還需要一種帶有vce控制的門極驅(qū)動(dòng)器。

2)超出硅材料的熱極限

短路過(guò)程中，igbt承受整個(gè)vdc電壓，同時(shí)ic為正常電流的若干倍。igbt將承受遠(yuǎn)大于正常運(yùn)行狀態(tài)下的損耗，從而使得igbt的結(jié)溫迅速升高[2]。如果結(jié)溫超過(guò)了允許的zui高結(jié)溫，將因熱積累作用失去阻斷能力[1]。vce將迅速降低，隨后整個(gè)器件*損壞。通常，igbt生產(chǎn)廠家都會(huì)保證在特定情況下10μs的短路耐受時(shí)間。

3)igbt擎住效應(yīng)

在igbt中存在一個(gè)寄生的npn三極管，正常運(yùn)行情況下，這個(gè)npn三極管被擴(kuò)散電阻旁路，不會(huì)開(kāi)通[1]。然而，在IC很大的情況下，例如短路發(fā)生時(shí)，這個(gè)npn三極管將開(kāi)通，這樣igbt門極將失去對(duì)igbt的控制力。zui終，igbt將因?yàn)檫^(guò)大的電流使芯片和焊接導(dǎo)線上產(chǎn)生過(guò)大的損耗而損壞。