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【原創(chuàng)】高壓MOS/IGBT的短路保護(hù)電路

 

為響應(yīng)電源網(wǎng)號(hào)召

發(fā)個(gè)個(gè)人多年來從事高壓脈沖電源的工作的一點(diǎn)經(jīng)驗(yàn)總結(jié)

電路如上：

帶短路保護(hù)鎖定的驅(qū)動(dòng)的3腳為短路信號(hào)檢測(cè)入端；2腳為驅(qū)動(dòng)地；1腳為驅(qū)動(dòng)輸出。

當(dāng)電路存在短路的時(shí)候流過MOS的電流很大在S極電阻兩端產(chǎn)生的壓降導(dǎo)致三極管由截止進(jìn)入導(dǎo)通（當(dāng)然導(dǎo)到什么程度具體跟MOS的跨導(dǎo)有關(guān)系），因此驅(qū)動(dòng)電阻上面有壓降，MOS進(jìn)入放大區(qū)。這個(gè)時(shí)候高電壓不會(huì)通過MOS進(jìn)行強(qiáng)電流放電，因而心片不會(huì)有局部

過熱的可能，在很短的時(shí)間內(nèi)保護(hù)電路檢測(cè)到短路存在關(guān)閉并鎖定驅(qū)動(dòng)電壓輸出，MOS僅承受了動(dòng)作時(shí)間內(nèi)的恒流功率損耗，安全性得到了很大提高。

此電路僅作為理解原理使用具體參數(shù)看實(shí)際工況選取

歡迎大家拍磚

 

全部回復(fù)(46)
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wangwh
LV.5
2
2010-07-15 15:21
坐個(gè)沙發(fā)
0
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fsxqw
LV.9
3
2010-07-15 20:44
@wangwh
坐個(gè)沙發(fā)

頂，確實(shí)很簡(jiǎn)單 有效

0
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lizlk
LV.10
4
2010-07-16 08:26
不錯(cuò)，這個(gè)短路保護(hù)很軟，MOS的壽命可以極大的延長(zhǎng)，還有就是S級(jí)的電阻和MOS的跨導(dǎo)是怎么來取值呢？是不是按照MOS的單脈沖峰值也就是IDM來計(jì)算嗎？三極管的有截止變導(dǎo)通的反應(yīng)時(shí)間在多少為妙？
0
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LV.1
5
2010-07-16 08:54

大哥，小弟愚昧想問一下：你這個(gè)只適合小電流吧？

就算你電阻去0.1R 這個(gè)也最多就過6、7A吧？

希望大哥給指導(dǎo)一下。。。

 

 

 

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2010-07-16 09:12

又一力貼！~ 坐等hd19852008繼續(xù)哈：）

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2010-07-16 19:45
@lizlk
不錯(cuò)，這個(gè)短路保護(hù)很軟，MOS的壽命可以極大的延長(zhǎng)，還有就是S級(jí)的電阻和MOS的跨導(dǎo)是怎么來取值呢？是不是按照MOS的單脈沖峰值也就是IDM來計(jì)算嗎？三極管的有截止變導(dǎo)通的反應(yīng)時(shí)間在多少為妙？
S級(jí)的電阻是根據(jù)你選定的MOS的IDM(Pulsed Drain Current留余量)選定的,至于跨導(dǎo)這個(gè)不是主要因數(shù);這里三極管并不工作在開關(guān)狀態(tài)他只是根據(jù)MOS的瞬態(tài)電流值調(diào)整MOS的驅(qū)動(dòng)電壓,保證在短路出現(xiàn)的時(shí)候IDM不至于超出安全工作范圍,這個(gè)時(shí)候由于在1US甚至更短的時(shí)間內(nèi)驅(qū)動(dòng)已經(jīng)被關(guān)斷并鎖定,所以不存在過功損耗.三極管的反映時(shí)間越快越好.其實(shí)這個(gè)電路是電流負(fù)反饋電路演變過來的.電路如下:  
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2010-07-16 19:49
@
大哥，小弟愚昧想問一下：你這個(gè)只適合小電流吧？就算你電阻去0.1R這個(gè)也最多就過6、7A吧？希望大哥給指導(dǎo)一下。。。   

電阻不是只有0.1歐姆的.只要ID在達(dá)到IDM之前電路反饋起作用了就可以了,

 

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2010-07-16 19:50
@hd19852008
S級(jí)的電阻是根據(jù)你選定的MOS的IDM(PulsedDrainCurrent留余量)選定的,至于跨導(dǎo)這個(gè)不是主要因數(shù);這里三極管并不工作在開關(guān)狀態(tài)他只是根據(jù)MOS的瞬態(tài)電流值調(diào)整MOS的驅(qū)動(dòng)電壓,保證在短路出現(xiàn)的時(shí)候IDM不至于超出安全工作范圍,這個(gè)時(shí)候由于在1US甚至更短的時(shí)間內(nèi)驅(qū)動(dòng)已經(jīng)被關(guān)斷并鎖定,所以不存在過功損耗.三極管的反映時(shí)間越快越好.其實(shí)這個(gè)電路是電流負(fù)反饋電路演變過來的.電路如下:[圖片] [圖片] 

如果大家對(duì)這個(gè)電路有疑問可以提出來我按照我的理解盡量給你們解答,

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hd19852008
LV.5
10
2010-07-16 19:51
@lizlk
不錯(cuò)，這個(gè)短路保護(hù)很軟，MOS的壽命可以極大的延長(zhǎng)，還有就是S級(jí)的電阻和MOS的跨導(dǎo)是怎么來取值呢？是不是按照MOS的單脈沖峰值也就是IDM來計(jì)算嗎？三極管的有截止變導(dǎo)通的反應(yīng)時(shí)間在多少為妙？

我曾經(jīng)測(cè)試過用8050的反映時(shí)間為百NS級(jí)別的速度

 

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52football
LV.5
11
2010-07-16 21:31
這個(gè)就類似于電子整流器的保護(hù)電路 ，簡(jiǎn)單，不過準(zhǔn)確度有限，不適合大動(dòng)態(tài)變化的負(fù)載特性。
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annd
LV.5
12
2010-07-16 22:17
@hd19852008
如果大家對(duì)這個(gè)電路有疑問可以提出來我按照我的理解盡量給你們解答,
第一張圖有問題，這張圖講得過去。
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hd19852008
LV.5
13
2010-07-17 13:06
@annd
第一張圖有問題，這張圖講得過去。

問題在哪里

你可以講出來，你意思是起不到負(fù)反饋嗎？不是只有共地才有電流的

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lizlk
LV.10
14
2010-07-17 17:12
@hd19852008
電阻不是只有0.1歐姆的.只要ID在達(dá)到IDM之前電路反饋起作用了就可以了, 
的確，而且IDM值不是和平均電流值一個(gè)概念，頂樓的兄弟搞錯(cuò)了。比如一個(gè)7A的600V MOS的IDM如果是（我是說如果）14A，短路保護(hù)，可以取到12A，0.7/12A=0.058R，我認(rèn)為應(yīng)該就能到達(dá)要求了。
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annd
LV.5
15
2010-07-17 19:13
@hd19852008
問題在哪里你可以講出來，你意思是起不到負(fù)反饋嗎？不是只有共地才有電流的

我不是來拍磚更不是來攪局的，也沒有認(rèn)真考慮，對(duì)不對(duì)供你參考： 一來現(xiàn)實(shí)中電阻是有寄生電感的，這會(huì)導(dǎo)致MOS管開通時(shí)越過門檻電壓的時(shí)間變長(zhǎng)，增加功耗，也就是說這里使用有源器件是不是要多考慮考慮；二則一旦短路，晶體管可能是飽和到放大來回折騰，最終會(huì)穩(wěn)定在線性放大狀態(tài)，也就說MOS管的驅(qū)動(dòng)電壓會(huì)穩(wěn)在門檻電壓上，DS的電壓就是電源電壓刨去電阻電壓，MOS管工作在大電流高電壓狀態(tài)下，我的理解不要用晶體管去拉MOS驅(qū)動(dòng),應(yīng)該送到相關(guān)電路快速切斷MOS驅(qū)動(dòng)，或鎖掉或帶斯密特回差，我比較認(rèn)同第二張圖。

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hd19852008
LV.5
16
2010-07-17 23:27
@annd
我不是來拍磚更不是來攪局的，也沒有認(rèn)真考慮，對(duì)不對(duì)供你參考： 一來現(xiàn)實(shí)中電阻是有寄生電感的，這會(huì)導(dǎo)致MOS管開通時(shí)越過門檻電壓的時(shí)間變長(zhǎng)，增加功耗，也就是說這里使用有源器件是不是要多考慮考慮；二則一旦短路，晶體管可能是飽和到放大來回折騰，最終會(huì)穩(wěn)定在線性放大狀態(tài)，也就說MOS管的驅(qū)動(dòng)電壓會(huì)穩(wěn)在門檻電壓上，DS的電壓就是電源電壓刨去電阻電壓，MOS管工作在大電流高電壓狀態(tài)下，我的理解不要用晶體管去拉MOS驅(qū)動(dòng),應(yīng)該送到相關(guān)電路快速切斷MOS驅(qū)動(dòng)，或鎖掉或帶斯密特回差，我比較認(rèn)同第二張圖。

你只看圖不看說明

 

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gaohq
LV.8
17
2010-07-19 20:38

只能用于非隔離的了。

0
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luojun
LV.8
18
2010-07-20 13:14
@gaohq
只能用于非隔離的了。
好帖！頂一個(gè)！
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josome
LV.2
19
2010-07-20 13:36
先頂一下
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德靂溪
LV.5
20
2010-07-20 22:08
@josome
先頂一下

路過頂一個(gè)啦

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hhuang99
LV.4
21
2010-07-21 12:52

樓主的電路必壞MOS管,那樣取樣可以,但控制不能接在那里,相當(dāng)恒定短路電流,樓主如里沒有實(shí)驗(yàn)過就標(biāo)明一下

1
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yhliang2
LV.9
22
2010-07-21 20:37
@hhuang99
樓主的電路必壞MOS管,那樣取樣可以,但控制不能接在那里,相當(dāng)恒定短路電流,樓主如里沒有實(shí)驗(yàn)過就標(biāo)明一下
頂22樓。晶體管會(huì)工作在放大區(qū)，IGBT也會(huì)工作在放大區(qū)。上面一樓的圖鎖定不建立，七樓的圖概念不清楚。希望再上圖。
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zhxhui
LV.5
23
2010-09-14 10:34
@yhliang2
頂22樓。晶體管會(huì)工作在放大區(qū)，IGBT也會(huì)工作在放大區(qū)。上面一樓的圖鎖定不建立，七樓的圖概念不清楚。希望再上圖。
確實(shí)原理上是有問題，達(dá)不到保護(hù)作用
0
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asd1335
LV.2
24
2010-09-14 16:30
不錯(cuò)  試試看 
0
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2010-09-14 17:37
看看
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路人丙
LV.3
26
2010-09-17 14:28
這個(gè)電路沒有短路鎖定電路，短路長(zhǎng)久管子必壞。
0
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songxium
LV.7
27
2010-09-19 16:41
@hd19852008
S級(jí)的電阻是根據(jù)你選定的MOS的IDM(PulsedDrainCurrent留余量)選定的,至于跨導(dǎo)這個(gè)不是主要因數(shù);這里三極管并不工作在開關(guān)狀態(tài)他只是根據(jù)MOS的瞬態(tài)電流值調(diào)整MOS的驅(qū)動(dòng)電壓,保證在短路出現(xiàn)的時(shí)候IDM不至于超出安全工作范圍,這個(gè)時(shí)候由于在1US甚至更短的時(shí)間內(nèi)驅(qū)動(dòng)已經(jīng)被關(guān)斷并鎖定,所以不存在過功損耗.三極管的反映時(shí)間越快越好.其實(shí)這個(gè)電路是電流負(fù)反饋電路演變過來的.電路如下:[圖片] [圖片] 
學(xué)習(xí)一下怎么用。
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holyfaith
LV.8
28
2010-09-21 21:30
短路的時(shí)候電阻有壓降導(dǎo)致三極管導(dǎo)通，但是三極管一導(dǎo)通，MOS就關(guān)斷，MOS關(guān)斷電阻上沒有壓降了，三極管又關(guān)斷，什么時(shí)候回穩(wěn)定呢？
0
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浪子qiu
LV.4
29
2010-09-23 10:36
要帶鎖定功能才可生效，沒鎖定的話三極管會(huì)一直處于反復(fù)開關(guān)狀態(tài)，這樣就不能起到保護(hù)作用
0
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holyfaith
LV.8
30
2010-09-23 11:12
@浪子qiu
要帶鎖定功能才可生效，沒鎖定的話三極管會(huì)一直處于反復(fù)開關(guān)狀態(tài)，這樣就不能起到保護(hù)作用
老兄的意思呢？應(yīng)該怎么加，能否畫個(gè)圖出來呢？
0
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czshuang
LV.2
31
2010-09-24 10:21
@zhxhui
確實(shí)原理上是有問題，達(dá)不到保護(hù)作用

那大家能不能給個(gè)有實(shí)驗(yàn)過的短路保護(hù)呢？

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