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Desaturation Monitoring
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Posted by
Romeo
on August. 14, 2026
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IGBT Desaturation
圖中左下角的圖是 IGBT 的 datasheet 中給出的外特性曲線，通常這個圖只給出額定電流的2倍的曲線，電流再大的部分屬於定性不定量的示意圖。
當電流等於 450A，即 1 倍額定電流時，Vcesat = 2.5 V；
在 2 倍額定電流時，Vcesat = 3.9 V；
3 倍額定電流時，Vcesat = 5 ~ 6 V；電流達到4倍額定電流時，IGBT 會承受住外部電壓的所有值。
可以看出：
- IGBT 在某個固定的閘極電壓下，其電流達到某一高度就上不去了。這說明，IGBT 在短路時，電流會被限制在一個穩定的水平，其數值大約為 IGBT 額定電流的4倍，（該數值與 IGBT 的晶片類型有關係）。
- 閘極電壓可以強烈影響 IGBT 短路電流的數值，門極電壓較低時，短路電流會比較低，門極電壓升高，短路電流也會升高。
- IGBT 的電流在 1 倍至 3 倍之間變化，Vcesat 的變化是非常微弱的，只有幾 V 的差異。
- IGBT 在退飽和後，Vcesat 會有顯著變化。
- IGBT 在短路時，實際上進入了線性區。
IGBT 的外特性的形狀實際上和三極管及 MOSFET 的外特性是相似的，在 IGBT 的線性區，門極電壓與短路電流的關係是線性的。
IGBT 退飽和行為，其字面的意思是“退出了飽和區”，實際上是“進入線性區」的另外一種說法。
IGBT 的電流如果持續增加，當到達某一點（退飽和點）時，IGBT 的
Vce 會發生顯著變化，會在非常短的時間內（例如幾百奈秒內）上升至直流母線電壓。退飽和行為的標誌就是 Vcesat上升至直流母線電壓。
Vcesat 在飽和區內的變化是非常微弱的，如果想利用飽和壓降的變化來辨識 IGBT 的電流是很困難的，通常我們只會辨識 IGBT 的退飽和行為。
多數元件的安全工作區電流落在 2 ~ 4 倍額定電流之間。
在這個區域裝置經過 100% 的出廠測試，可以進行連續開關操作。
在安全工作區 裡也不意味著能隨心所欲為所欲為，你需要保證連續工作時 IGBT 結溫 不超最大限制，你需要保證關斷時電壓尖峰不超額定電壓，你還需要保證選擇的門極電阻 不能太小，以免引起震盪，也不能太大，以免增加損耗，以及其它等等注意事項。
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