功率器件的保護(hù)方法

　　一、保險(xiǎn)絲法

　　這是一種傳統(tǒng)的保護(hù)方法。保險(xiǎn)絲常串接在電路的電源輸入端用以控制整個(gè)電路的總電流。其工作原理是靠電路出現(xiàn)故障后增大的故障電流流過(guò)保險(xiǎn)絲時(shí)導(dǎo)致其發(fā)熱升溫自行熔化，以切斷電源供給達(dá)到保護(hù)目的。保險(xiǎn)絲法有實(shí)施簡(jiǎn)單、維護(hù)容易、成本低，保護(hù)時(shí)電源切斷徹底等優(yōu)點(diǎn)，所以被廣泛應(yīng)用在目前所有的電子電路和電子設(shè)備中。

　　不過(guò)，由于保險(xiǎn)絲中流過(guò)的是電路的總電流，單只功率半導(dǎo)體器件中工作電流的變化不足以引起其有效反應(yīng);加之保險(xiǎn)絲熔化速度慢，只能在功率半導(dǎo)體器件損壞后或電路惡性短路故障發(fā)生后故障電流成倍增加之后才會(huì)熔斷，所以，只能起到防止故障進(jìn)一步擴(kuò)大的作用，對(duì)功率半導(dǎo)體器件起不到保護(hù)作用。

　　二、檢測(cè)主電路電流法

　　該方法是在主電路電源輸入端串聯(lián)接入檢測(cè)元件（檢測(cè)電阻、互感器等），通過(guò)檢測(cè)電路中總電流在檢測(cè)元件上的電壓降或電流大小獲得相應(yīng)電流或電壓信號(hào)，經(jīng)過(guò)電路放大處理，與保護(hù)電路的動(dòng)作閾值比較，決定保護(hù)與否;保護(hù)通過(guò)？？保險(xiǎn)絲或關(guān)斷電源等方法實(shí)現(xiàn)。

　　該保護(hù)方法由于采用了電子技術(shù)，和保險(xiǎn)絲法相比其靈敏度和反映速度都得到了提高，不過(guò)這種方法依然檢測(cè)的是電路的總電流，而故障功率半導(dǎo)體器件的工作電流只是總電流的幾分之一甚至幾十分之一，其變化不足以引起保護(hù)電路有效反應(yīng)。所以該方法總是在故障電流形成之后才有響應(yīng)，造成檢測(cè)結(jié)果和保護(hù)動(dòng)作的滯后，根本適應(yīng)不了對(duì)功率半導(dǎo)體器件的保護(hù)要求。所以該保護(hù)方法和保險(xiǎn)絲一樣，只能在功率半導(dǎo)體器件已經(jīng)損壞和惡性過(guò)流故障發(fā)生后起到防止故障進(jìn)一步擴(kuò)大的作用。對(duì)功率器件的保護(hù)仍無(wú)能為力。

　　三、檢測(cè)功率器件工作電流法

　　這是目前比較常用的功率半導(dǎo)體器件保護(hù)方法，對(duì)功率半導(dǎo)體器件有一定的保護(hù)作用。該方法是在被保護(hù)的功率半導(dǎo)體器件工作電流通路中串入檢測(cè)元件（電阻或電流互感器等），通過(guò)檢測(cè)被保護(hù)器件的工作電流在檢測(cè)元件上的電流或電壓信號(hào)，再經(jīng)電路處理獲得故障信號(hào)，通過(guò)保險(xiǎn)絲或關(guān)斷電源等方法進(jìn)行保護(hù)。

　　檢測(cè)功率器件工作電流法的工作原理和線(xiàn)路結(jié)構(gòu)與檢測(cè)主電路電流法相同，不同的是檢測(cè)對(duì)象是被保護(hù)器件的工作電流，所以靈敏度比檢測(cè)主電路電流法要高，效果也要好。如果該方法是采用電子器件關(guān)斷電流通路來(lái)實(shí)施保護(hù)，就能在管子發(fā)生過(guò)流故障后起到一定保護(hù)作用。不過(guò)因該方案仍采用檢測(cè)電流法，即總是在故障形成、被保護(hù)器件受到高電壓、大電流的沖擊后才能檢測(cè)出故障信號(hào)然后進(jìn)行保護(hù)，仍然造成信號(hào)獲取滯后。如果被保護(hù)器件選用的功率余量小或電路故障嚴(yán)重，被保護(hù)器件仍然會(huì)立即損壞;若被保護(hù)器件功率余量大而且故障程度不嚴(yán)重時(shí)器件一般不會(huì)損壞;不過(guò)由于故障電流的沖擊仍造成被保護(hù)器件的性能明顯下降、壽命減短，給整機(jī)的性能和可靠性埋下隱患。所以該方法對(duì)惡性過(guò)流、負(fù)載短路等故障起初幾次有一些保護(hù)效果，但性能仍不理想。實(shí)際使用證明，器件經(jīng)過(guò)有限幾次故障電流的沖擊就失效了。

　　四、并聯(lián)式檢測(cè)功率器件電壓法

　　顧名思義，這種方法就是保護(hù)電路與被保護(hù)功率器件并聯(lián)連接，通過(guò)檢測(cè)被保護(hù)器件工作時(shí)的電壓來(lái)獲得信號(hào)，根據(jù)電壓情況判斷電路是否出現(xiàn)故障，保護(hù)方法采用就地式保護(hù)方式，即通過(guò)強(qiáng)行切斷被保護(hù)功率器件本身的控制信號(hào)，迫使其停止工作以實(shí)現(xiàn)對(duì)其的保護(hù)。（檢測(cè)被保護(hù)器件的電壓，直接對(duì)被保護(hù)器件實(shí)施保護(hù)）

　　由于該方法檢測(cè)的是電壓信號(hào)，可以在電路出現(xiàn)異常時(shí)即時(shí)發(fā)現(xiàn)故障，在故障電流還未形成時(shí)即進(jìn)行保護(hù)，避免了故障電流對(duì)器件的沖擊。根據(jù)對(duì)實(shí)際應(yīng)用電路的測(cè)試和長(zhǎng)期使用證明，保護(hù)動(dòng)作時(shí)被保護(hù)功率器件的工作電流由正常值減小到零，不存在大電流沖擊，對(duì)功率器件的性能壽命無(wú)任何影響。所以不怕惡性故障和永久性故障。是一種比較理想的保護(hù)方法。

　　五、并聯(lián)式檢測(cè)工作壓降法

　　由于功率半導(dǎo)體器件本身導(dǎo)通電阻的存在，任何情況的過(guò)載過(guò)流都會(huì)引起其飽和壓降或工作壓降的增大，即不管半導(dǎo)體器件的工作狀態(tài)如何，通過(guò)其任何大小的電流時(shí)器件本身都會(huì)有一個(gè)對(duì)應(yīng)的工作電壓降值;監(jiān)視和監(jiān)測(cè)功率半導(dǎo)體器件導(dǎo)通時(shí)的電壓降，根據(jù)其電壓降的大小即可判斷過(guò)流過(guò)載的情況和程度。

　　該方法的工作原理和連接方法與并聯(lián)式功率器件工作狀態(tài)電壓檢測(cè)法相同，所以也具有并聯(lián)式檢測(cè)功率半導(dǎo)體器件工作狀態(tài)電壓法的所有優(yōu)點(diǎn);區(qū)別是該方法對(duì)被保護(hù)器件的工作電壓進(jìn)行定量檢測(cè)，因而對(duì)工作狀態(tài)的測(cè)量和故障的判斷更準(zhǔn)確。該方法可以對(duì)功率半導(dǎo)體器件的激勵(lì)不足、過(guò)流過(guò)載、負(fù)載短路故障進(jìn)行檢測(cè)并實(shí)施保護(hù)，效果非常理想。