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Kurzschlusserkennung für IGBTs in Stromrichterschaltungen mit Spannungszwischenkreis

IP.com Disclosure Number: IPCOM000017466D
Original Publication Date: 2001-Jan-01
Included in the Prior Art Database: 2003-Jul-22
Document File: 2 page(s) / 65K

Publishing Venue

Siemens

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Benno Weis: AUTHOR [+3]

Abstract

Die Überwachung von Insulated Gate Bipolar Transistoren (IGBT) in modernen Strom- richterschaltungen wird heute durch eine Überwachung der Sättigungsspannung standardmäßig realisiert. Der IGBT wird abgeschaltet, wenn im leitenden Zustand die Kollektor-Emitter- Spannung, die mit dem Kollektorstrom im Zusammenhang steht, einen vorgegebenen Wert überschreitet. Diese Sättigungsüberwachung ist auf jeden IGBT anwendbar und ermöglicht eine schnelle Kurzschlusserfassung. Um Fehlmeldungen zu vermeiden, muss die Sättigungsüberwachung jedoch für die Dauer des Einschaltvorgangs, d.h. bis der IGBT seine Sättigungsspannung erreicht hat, ausgeblendet werden. Bei Kurzschlüssen mit langsamem Stromanstieg oder bei zögernder Entsättigung des IGBT ist das Verfahren deshalb nur begrenzt einsetzbar. Eine andere Kurzschlusserfassung wertet den induktiven Spannungsfall durch Integration der Spannungs-Zeit-Fläche an einer Emitterinduktivität aus [1]. Im Kurzschlussfall überschreitet der integrierte Wert schnell eine für ein Fehlersignal festgelegte Grenzgröße.

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Industrie

Kurzschlusserkennung für IGBTs in Stromrichterschaltungen mitSpannungszwischenkreis

Idee: Benno Weis, Hemhofen; Matthias Braun, Flörsbachtal; Georg Zaiser, Erlangen

Die Überwachung von Insulated Gate Bipolar Transistoren (IGBT) in modernen Strom-richterschaltungen wird heute durch eine Überwachung der Sättigungsspannung standardmäßigrealisiert. Der IGBT wird abgeschaltet, wenn im leitenden Zustand die Kollektor-Emitter-Spannung, die mit dem Kollektorstrom im Zusammenhang steht, einen vorgegebenen Wertüberschreitet. Diese Sättigungsüberwachung ist auf jeden IGBT anwendbar und ermöglicht eineschnelle Kurzschlusserfassung. Um Fehlmeldungen zu vermeiden, muss dieSättigungsüberwachung jedoch für die Dauer des Einschaltvorgangs, d.h. bis der IGBT seineSättigungsspannung erreicht hat, ausgeblendet werden. Bei Kurzschlüssen mit langsamemStromanstieg oder bei zögernder Entsättigung des IGBT ist das Verfahren deshalb nur begrenzteinsetzbar.

Eine andere Kurzschlusserfassung wertet den induktiven Spannungsfall durch Integration derSpannungs-Zeit-Fläche an einer Emitterinduktivität aus [1]. Im Kurzschlussfall überschreitet derintegrierte Wert schnell eine für ein Fehlersignal festgelegte Grenzgröße.

Das vorgeschlagene Verfahren bildet das bekannte Verfahren nach [1] weiter, indem für dieSpannungsversorgung des Systems ein weiterer induktiver Spannungsfall ausgenutzt wird. Er lädteinen integrierten Energiespeicher, wodurch eine versorgungsunabhängige Kurzschlusserfassungentsteht, die bei allen verwendeten Ansteuerschaltungen eingesetzt werden kann ( Figur 1 ).

Ein Beispiel für eine solche Schaltung zum Betrieb eines Motors ist in� Figur 2� angegeben.

Beim Anfahren des Motors unter Last wir...