變頻器技術
發布時間:2019-08-02 15:38:11來源:
1)GTR的驅動電路
在實際應用中,GTR的基板驅動電路種類很多,但都應該滿足以下幾點要求:
①GTR開通時要采用強驅動,即應有一定的過飽和和前沿 較陡的驅動電路,以縮短開通時間,減小開通功耗。過飽和系數一般為1.5―2?! ?
②GTR導通后應相應減小驅動電流,使GTR處于準飽和狀 態,以降低驅動功耗,減小存儲空間。
③GTR關斷時要提供較大的反向基板電流,以迅速抽取基區 的剩余載流子,縮短關斷時間。反向驅動系數一般為1―2。
④GTR關斷期間要維持一定的反向偏置電壓。在GTR開通前,反偏置電壓應為零。
⑤驅動電路應采用措施,使主電路和控制電路隔離;同時,應設置自動保護,防止GTR因過流而進入線性工作區,以免功耗過大發熱而損壞。
2)IGBT模塊
①集電極―發射極額定電壓UCES:柵極―發射極短路時,IGBT集成電極與發射極所能承受的耐壓值,這個電壓值是生產廠商根據器件雪崩擊穿電壓而規定的,UCES應小于或等于雪崩擊穿電壓。
②柵極―發射極額定電壓 UCES:IGBT是電壓控制器件,UCES是柵極控制信號的電壓額定值。目前IGBT的UCES值一般為+20V,使用中柵極控制電壓應小于此值。
③額定集電極電流IC:該參數是IGBT飽和導通時,允許管子流過的持續比較大電流。
④集電極―發射極飽和電壓降UCE(Sat):UCE(Sat)是指IGBT正常飽和時,集電極―發射極之間的電壓降。通常UCE(Sat)值2.5―3.5V,該值越小,管子的功率損耗越小。
⑤開關頻率:開關頻率可以通過給出的導通時間Ton,下降時間tf和關斷時間toff估算出來,一般IGBT的開關頻率小開100KHz,通常工作在30―40KHz,這比GTR要高得多。
3)IPM模塊
智能功率模塊IPM是將主開關器件、續流二極管、驅動電路、過流保護電路、過熱保護電路和短路保護電路以及驅動電源不足保護電路、接口電路等集成在同一封裝內,形成了高度集成的智能功率集成電路。它的主要特點體現在控制功能、保護功能和接口功能方面。
①? 驅動電路
在智能功率模塊IPM內部設置了高性能的驅動電路,具有出現故障后自動軟關斷IGBT的功能,同時,由于結構緊湊,驅動電路與IGBT之間距離極短,抗干擾能力強,輸出阻抗又很低,不需要加反偏壓,簡化了驅動電路電源,僅需要提供一組下橋臂的公共電源和三組上橋臂的獨立浮“地”電源。
②? 欠壓保護
每個驅動電路都具有欠壓(UV)保護功能,無論什么原因,只要驅動電路電源UCC低于欠電壓閾值UUV,時間超過10ms,智能功率模塊IPM就會關斷,同時輸出一個故障報警信號。
③? 過熱保護
智能功率模塊IPM內部絕緣基板上設有溫度傳感器,如果溫度超過過熱斷開閾值時,智能功率模塊IPM內部的保護電路就會阻止門極驅動信號,不接受控制輸入信號,直至過熱現象消失,保護器件不受損壞,同時輸出過熱故障信號。
④? 過流、短路保護
智能功率模塊IPM中的IGBT的電流傳感器是射極分流式,采樣電阻上流過的電流很小,但與流過開關元件上的電流成正比例關系,從而取代了大功率電阻、電流互感器、霍爾電流傳感器等電流檢測組件。如果智能功率模塊IPM中任意一IGBT集電極電流大于過流動作電流,時間超過10μs時,IPM將軟關斷,并且輸出過電流報警信號。
⑤? 制動電路
主元件的智能功率模塊IPM中設有IGBT組成的制動電路。當智能功率模塊IPM接收到制動信號后,制動電路中的IGBT導通,接在制動端BN的制動電阻吸收電能,制動電路工作。
⑥? 智能功率模塊IPM采用陶瓷絕緣結構,直接安裝在散熱板上;直流輸入(P、N),制動單元輸出(B)和變頻輸出端子直接用螺釘連接。輸入輸出控制端子并排一列,可用通用插座連接。主接線端子和控制端子都可拆卸,不需烙鐵焊接,非常方便。