过流保护和短路保护的区别

短路保护：过电流保护的核心部分

在我们的电气系统中，短路保护作为过电流保护的关键组成部分，起着至关重要的作用。不同类型的短路保护如接地故障保护、臂短保护和相间短路保护共同构成了短路保护的完整体系。

图1展示了过电流保护与短路保护之间的关系，清晰地描绘出它们在电气系统中的位置和作用。

短路电流的路径多种多样，每种路径都有其特定的环境和后果。图2展示了不同的短路模式和电流路径，包括接地故障、桥臂短路和相间短路。在这些情况下，电流的大小受到电流路径阻抗的影响。

那么，如何设置过电流保护点（OCP）呢？这是每个电气工程师面临的关键问题。系统中最脆弱的部件是设置OCP点的关键参考。大多数情况下，绝缘栅双极晶体管（IGBT）会在续流二极管之前受损。理解并保护这些关键部件至关重要。在特定的控制方法如磁场定向控制（FOC）中，电机的最大电流值是已知的。为此值添加一定的裕量将成为OCP触发大小的良好参考点。例如，在永磁电机的应用中，可以根据电机的额定电流和预期的过载能力来确定OCP点。

另一方面，短路保护不仅仅是关于设置OCP点，还包括选择合适的保护方法。对于IGBT等关键部件的短路保护，需要配置硬件保护，其延迟时间应固定在几微秒内。一种常见的方法是通过电流检测电阻来感测负直流总线上的电流，并软关断IGBT以防止过大的电压尖峰和闭锁故障。这种方法无法检测接地故障电流。为了解决这个问题，可以采用其他方法如使用磁芯和正直流母线电轨上的电流检测电阻等。

Fairchild Semiconductor提供的智能功率模块和栅极驱动器IC等先进器件为短路保护提供了更多的可能性。这些器件配备了多种保护功能，包括感测发射极引脚、压降前馈等，有助于提高短路保护的响应速度和效果。

短路保护是电气系统中至关重要的部分，涉及到对电流的全面理解和精确控制。通过深入理解系统的需求和特点，选择合适的保护方法和设置OCP点，我们可以确保系统的稳定运行并延长其使用寿命。