過流保護技術
關注創建者：匿名 創建時間：2026-01-05
過流保護技術的實例教程
來源：繼保小知識
來源：繼保小知識
自恢復保險絲（Self-Resettable fuse），又稱PPTC熱敏電阻，是一種基于高分子有機聚合物與導電粒子復合材料的過流電子保護元件。其通過溫度敏感的材料特性，在正常狀態下保持低電阻導通，當電路過流或溫度過高時迅速轉為高阻態切斷電流，故障排除后自動恢復初始狀態，實現了重復保護功能。
自恢復保險絲的動作原理，是一種能量的動態平衡，流過自恢復保險絲的電流，由于電流熱效應的關系，產生一定程度的熱量(自恢復保險絲都存在阻值)，產生的熱全部或部分散發到環境中，而沒有散發出去的熱便會提高自恢復保險絲元件的溫度。
工采網代理的FSMD0603是一款自恢復保險絲，主要用于電路過流保護。該產品具有高可靠性和重復使用的特點，能夠在電流恢復正常后自動復位，無需更換元件，降低了維護成本。其典型應用場景包括消費電子、通信設備、計算機及其外設等需要高效保護的領域。
產品性能穩定，能夠有效防止因過流或短路引發的損壞，同時具備較小的體積和緊湊的設計，便于在各種電子設備中集成。具體參數方面，該型號支持特定范圍的工作電壓和額定電流，確保在不同條件下均能提供可靠的保護功能。
自恢復保險絲元件處于低阻狀態，自恢復保險絲不動作，當流過自恢復保險絲元件的電流，增加或環境溫度升高，但如果達到產生的熱和散發的熱的平衡時，自恢復保險絲仍不動作。
當電流或環境溫度再提高時，自恢復保險絲會達到較高的溫度。當施加的電壓消失時，自恢復保險絲便可以自動恢復了。
展開 IGBT技術的發展正在促成增加短路電流電平，但降低短路耐受時間這一趨勢。此外，技術的進步導致使用芯片尺寸更小， 縮小了模塊尺寸，但降低了熱容量，以至耐受時間進一步縮短。
另外，還與IGBT集電極-發射極電壓有很大關系，因而工業驅動趨向更高直流總線電壓電平的并行趨勢進一步縮減了短路耐受時間。
過去，這一時間范圍是10 μs，但近年來的趨勢是在往5 μs3以及某些條件下低至1 μs方向發展。
此外，不同器件的短路耐受時間也有較大的不同，因此對于IGBT保護電路而言，通常建議內建多于額定短路耐受時間的額外裕量。
IGBT過流保護
無論出于財產損失還是安全方面的考量，針對過流條件的IGBT保護都是系統可靠性的關鍵所在。IGBT并非是一種故障安全元件，它們若出現故障則可能導致直流總線電容爆炸，并使整個驅動出現故障。過流保護一般通過電流測量或去飽和檢測來實現。圖2顯示了這些技巧。
對于電流測量而言，逆變器臂和相位輸出都需要諸如分流電阻等測量器件，以便應付直通故障和電機繞組故障。控制器和/或柵極驅動器中的快速執行跳變電路必須及時關斷IGBT，防止超出短路耐受時間。這種方法的最大好處是它要求在每個逆變器臂上各配備兩個測量器件，并配備一切相關的信號調理和隔離電路。只需在正直流總線線路和負直流總線線路上添加分流電阻即可緩解這種情況。然而，在很多情況下，驅動架構中要么存在臂分流電阻，要么存在相位分流電阻，以便為電流控制環路服務，并提供電機過流保護；它們同樣可能用于IGBT過流保護——前提是信號調理的響應時間足夠快，可以在要求的短路耐受時間內保護IGBT。
展開 此外，不同器件的短路耐受時間也有較大的不同，因此對于IGBT保護電路而言，通常建議內建多于額定短路耐受時間的額外裕量。
IGBT過流保護
無論出于財產損失還是安全方面的考量，針對過流條件的IGBT保護都是系統可靠性的關鍵所在。IGBT并非是一種故障安全元件，它們若出現故障則可能導致直流總線電容爆炸，并使整個驅動出現故障。過流保護一般通過電流測量或去飽和檢測來實現。圖2顯示了這些技巧。
對于電流測量而言，逆變器臂和相位輸出都需要諸如分流電阻等測量器件，以便應付直通故障和電機繞組故障。控制器和/或柵極驅動器中的快速執行跳變電路必須及時關斷IGBT，防止超出短路耐受時間。這種方法的最大好處是它要求在每個逆變器臂上各配備兩個測量器件，并配備一切相關的信號調理和隔離電路。只需在正直流總線線路和負直流總線線路上添加分流電阻即可緩解這種情況。
然而，在很多情況下，驅動架構中要么存在臂分流電阻，要么存在相位分流電阻，以便為電流控制環路服務，并提供電機過流保護；它們同樣可能用于IGBT過流保護 —— 前提是信號調理的響應時間足夠快，可以在要求的短路耐受時間內保護IGBT。
▲ 圖2 IGBT過流保護技術示例
去飽和檢測利用IGBT本身作為電流測量元件。原理圖中的二極管確保IGBT集電極-發射極電壓在導通期間僅受到檢測電路的監控；正常工作時，集電極-發射極電壓非常低（典型值為1V至4V）。然而，如果發生短路事件，IGBT集電極電流上升到驅動IGBT退出飽和區并進入線性工作區的電平。這導致集電極-發射極電壓快速升高。
上述正常電壓電平可用來表示存在短路，而去飽和跳變閾值電平通常在7V至9V區域內。重要的是，去飽和還可表示柵極-發射極電壓過低，且IGBT未完全驅動至飽和區。
展開 
過流保護技術的相關專題、標簽、搜索
過流保護技術的最新內容
自恢復保險絲（Self-Resettable fuse），又稱PPTC熱敏電阻，是一種基于高分子有機聚合物與導電粒子復合材料的過流電子保護元件。其通過溫度敏感的材料特性，在正常狀態下保持低電阻導通，當電路過流或溫度過高時迅速轉為高阻態切斷電流，故障排除后自動恢復初始狀態，實現了重復保護功能。
自恢復保險絲的動作原理，是一種能量的動態平衡，流過自恢復保險絲的電流，由于電流熱效應的關系，產生一定程度的熱量
▲ 圖2 IGBT過流保護技術示例
去飽和檢測利用IGBT本身作為電流測量元件。原理圖中的二極管確保IGBT集電極-發射極電壓在導通期間僅受到檢測電路的監控；正常工作時，集電極-發射極電壓非常低（典型值為1V至4V）。然而，如果發生短路事件，IGBT集電極電流上升到驅動IGBT退出飽和區并進入線性工作區的電平。這導致集電極-發射極電壓快速升高。
圖2 IGBT過流保護技術示例
去飽和檢測利用IGBT本身作為電流測量元件。原理圖中的二極管確保IGBT集電極-發射極電壓在導通期間僅受到檢測電路的監控；正常工作時，集電極-發射極電壓非常低(典型值為1 V至4 V)。然而，如果發生短路事件，IGBT集電極電流上升到驅動IGBT退出飽和區并進入線性工作區的電平。
來源：繼保小知識
來源：繼保小知識
