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双极型晶体管的保护电路

[日期:2012-06-09] 来源:  作者:朴慧京 [字体: ]

  (1)双极型功率晶体管的过电流保护
  
  目前双极型晶体管的过电流保护有三种方法,即状态识别保护法、桥臂互锁保护法和LEM模块识别法。
  
  ①状态识别保护法。
  
  当双极型晶体管处于过载或短路故障状态时,随着C极电流IC的剧烈增加,其B极电压VBE和C极电压VCE均发生相应变化,因此可监测B极电压VBE或C极电压VCE与预定的基准电压进行比较后,即可发出命令切除双极型晶体管的驱动信号。
  
  下图是B极电压VBE的识别电路实例。VT1的B极电压VBE与基准值电压VR通过比较器进行比较,正常工作条件下,VBE低于VR,比较器输出低电平保证驱动管VT2导通,一旦VBE高干VR时,比较器输出高电平驱动管VT2截止,切除VT1的驱动信号,关断已过电流的VT1。

 

B极电压VBE的识别电路


  
  下图是C极电压VCE识别电路。其原理与VBE识别电路类似。

C极电压VCE识别电路


  
  ②桥臂互锁保护法。
  
  桥臂互锁就是保证任何时刻只有一只双极型晶体管(VTA或VTB防止两管同时导通造成直接短路。这种互锁保护电路是用与门逻辑判断来实现,其原理如下图所示。图中上桥臂VTA的B极驱动电路受下臂零电流互锁信号控制,而下桥臂VTB的B极驱动电路又受上桥臂的零电流互锁信号控制,这样就达到上述目的。

互锁保护电路


  
  ③LEM模块保护法。
  
  LEM模块是一种磁场平衡式霍尔电流传感器。LEM模块的电路示意图如下图所示。
  
  任意时刻二次电流的安匝数都与一次电流的安匝数一模一样,只要测得二次绕组的小电流,就可知道一次侧的大电流。既可测直流,又可测交流,还可测脉冲电流。不但响应速度快,而且与被测电路隔离。
  
  因此,LEM模块成为快速过电流保护的理想器件。
  

LEM模块的电路


  (2)双极型晶体管的浪涌电压吸收电路
  
  双极型晶体管的浪涌吸收有三种典型电路,即下图(a)所示的RC吸收电路;下图(b)所示的充/放电型RCD吸收电路;下图(c)所示的放电阻断型RCD吸收电路。目前最常用的是放电阻断型RCD吸收电路。

双极型晶体管的浪涌电压吸收电路


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