Semicondutores de alta potência falham rapidamente sem proteção em camadas. Aqui está uma visão estruturada dos dispositivos e circuitos que mantêm IGBTs e tiristores vivos.
1. Sobrecorrente / Curto-Circuito
- Fusíveis ultrarrápidos (aR/gR): Eliminam falha em < 1 ms; essenciais para suportar curto-circuito.
- Detecção eletrônica de sobrecorrente: Sensoriamento de dessaturação (DESAT) no driver de gate do IGBT; crowbar no gate do tiristor.
- Disjuntores: Para proteção de backup em velocidade menor.
2. Sobretensão / Transitórios
- Diodos TVS / Varistores (MOV): Limitam retorno indutivo e surtos de linha.
- Snubbers RC / RCD: Amortecem dv/dt no dispositivo durante comutação.
- Clamping ativo: Para topologias de alta frequência (ex.: LLC, Ponte Completa com Deslocamento de Fase).
3. Térmica
- Termistores NTC/PTC ou RTDs: Montados no dissipador ou diretamente no encapsulamento (alguns IGBTs têm diodo interno).
- Dissipador + ar forçado / líquido: Dimensionado para pior dissipação + margem.
- Desligamento térmico no driver de gate: Travado até reset.
4. Proteção do Drive de Gate
- Drivers de gate isolados com UVLO, DESAT, clamp de Miller, desligamento suave.
- Resistores de gate (Rg(on), Rg(off)) ajustados para velocidade de comutação vs. EMI.
- Bias negativo de gate (–5…–15 V) para imunidade a ruído.
5. Nível de Sistema
- Estratégia de aterramento e blindagem (terra estrela, chokes de modo comum).
- Redundância (dispositivos em paralelo com controle de repartição de corrente).
- Coordenação com proteção a montante (fusíveis, relés, disjuntores).
A proteção não é uma peça única — é uma arquitetura de sistema. Comece com a SOA (Área de Operação Segura) do datasheet e construa a partir daí.
