2）负载电路短路在某些升压变压器输出场合，副边短路的情况。

3）逆变器输出直接短路

图

4 给出了保护电路框图。直通保护电路必须有非常快的速度，在一般情况下，如果 IGBT

的额定参数选择合理，

10μs 之内的过流就不会损坏器件，所以必须在这个时间内关断

IGBT.母线电流检测用霍尔传感器，响应速度快，是短路保护检测的最佳选择。比较器用
LM319，检测值与设定值比较，一旦超过，马上输出保护信号封锁驱动。同时用触发器构成
记忆锁定保护电路，以避免保护电路在过流时的频繁动作。外接的复位电路也不可缺少。

3.2 整流部分保护

对于大功率电压型逆变器，为了改善进线电流波形，一般在直流母线上串有滤波电感，如
图

5 所示。由于电感的存在，当逆变电路一旦停止工作，如果整流电路仍处在整流状态，则

电感中的能量将向电容释放，在逆变保护动作瞬间电容将承受一个很高的过冲电压，若不
采取措施，可能会直接导致电容过压损坏。尤其在负载电流很高，

L 中储能很大时，更加危

险。

假设逆变关断时滤波电感中的电流全部从电容

C 中流过，同时整流器继续输出电压 Ud.图 6

给出了等效电路，

L 与 C 串联谐振，由于整流桥电流只能单向流通，所以振荡到 T/4 时结

束。

可见在谐振到

1/4 周期时，电容上的电压达到最大值，之后谐振停止。

电容上最后电压与母线电流，电感及电容有关。在我们试验用的

10kW 样机中，直流母线电

压

200V 时让逆变瞬间在保护信号下关断，母线电压突然上升到近 450V.针对此种现象，采

用在保护动作的同时将整流电路拉到逆变工作状态（触发角

α 拉到约 150°），使滤波电感

中的能量大部分回馈到电网。

在实际应用中，由于驱动电路的故障导致上下桥臂

IGBT 直通的可能性很小。鉴于此，也可

以采用单一的整流部分拉逆变的保护方法。对于像负载过流或短路，都能在

IGBT 允许的短

路电流时间内将整个装置的工作停下来。这种保护方法并不直接针对

IGBT，而是将前级整

流输入关断，故障时

IGBT 仍处于工作状态。这属于

“软保护”，对 IGBT 没有应力冲击，同

时也可以避免在大电流下瞬间关断可能导致

IGBT 超出关断安全工作区而处于擎住状态。

实验结果

这种保护方案已成功地应用于大功率高频高压电压型串联谐振逆变器中，中压输出经升压
变压器升到

6kV，用于材料电晕处理。样机输出功率约 10kW.由于负载是高压电晕处理器，

升压变压器内部容易发生原、副边击穿现象。试验中发现，不论对于负载短路，变压器击穿
引起的过流，还是输入电压过高引起的过流都能很好地保护逆变器不受损坏。