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变频技术知识

www.cechina.cn2009.04.13阅读 2208

  1)GTR的驱动电路在实际应用中控制工程网版权所有,GTR的基板驱动电路种类很多,但都应该满足以下几点要求:
  ①GTR开通时要采用强驱动,即应有一定的过饱和和前沿较陡的驱动电路,以缩短开通时间,减小开通功耗。过饱和系数一般为1.5—2。
  ②GTR导通后应相应减小驱动电流,使GTR处于准饱和状态,以降低驱动功耗,减小存储空间。                             ③GTR关断时要提供较大的反向基板电流,以迅速抽取基区的剩余载流子,缩短关断时间。反向驱动系数一般为1—2。
  ④GTR关断期间要维持一定的反向偏置电压。在GTR开通前,反偏置电压应为零。
  ⑤驱动电路应采用措施,使主电路和控制电路隔离;同时CONTROL ENGINEERING China版权所有,应设置自动保护,防止GTR因过流而进入线性工作区,以免功耗过大发热而损坏。
  2)IGBT模块
  ①集电极—发射极额定电压UCES:栅极—发射极短路时,IGBT集成电极与发射极所能承受的耐压值,这个电压值是生产厂商根据器件雪崩击穿电压而规定的,UCES应小于或等于雪崩击穿电压。
  ②栅极—发射极额定电压 UCES:IGBT是电压控制器件,UCES是栅极控制信号的电压额定值。目前IGBT的UCES值一般为+20V,使用中栅极控制电压应小于此值。
  ③额定集电极电流IC:该参数是IGBT饱和导通时,允许管子流过的持续最大电流。
  ④集电极—发射极饱和电压降UCE(Sat):UCE(Sat)是指IGBT正常饱和时,集电极—发射极之间的电压降。通常UCE(Sat)值2.5—3.5V控制工程网版权所有,该值越小,管子的功率损耗越小。
  ⑤开关频率:开关频率可以通过给出的导通时间Ton,下降时间tf和关断时间toff估算出来,一般IGBT的开关频率小开100KHz,通常工作在30—40KHz,这比GTR要高得多。
  3)IPM模块
  智能功率模块IPM是将主开关器件、续流二极管、驱动电路、过流保护电路、过热保护电路和短路保护电路以及驱动电源不足保护电路、接口电路等集成在同一封装内,形成了高度集成的智能功率集成电路。它的主要特点体现在控制功能、保护功能和接口功能方面。
  ① 驱动电路 在智能功率模块IPM内部设置了高性能的驱动电路,具有出现故障后自动软关断IGBT的功能,同时CONTROL ENGINEERING China版权所有,由于结构紧凑,驱动电路与IGBT之间距离极短,抗干扰能力强,输出阻抗又很低,不需要加反偏压,简化了驱动电路电源,仅需要提供一组下桥臂的公共电源和三组上桥臂的独立浮“地”电源。
  ②欠压保护 每个驱动电路都具有欠压(UV)保护功能,无论什么原因,只要驱动电路电源UCC低于欠电压阈值UUV,时间超过10ms,智能功率模块IPM就会关断,同时输出一个故障报警信号。
  ③ 过热保护 智能功率模块IPM内部绝缘基板上设有温度传感器,如果温度超过过热断开阈值时,智能功率模块IPM内部的保护电路就会阻止门极驱动信号,不接受控制输入信号,直至过热现象消失,保护器件不受损坏,同时输出过热故障信号。
  ④ 过流、短路保护智能功率模块IPM中的IGBT的电流传感器是射极分流式,采样电阻上流过的电流很小,但与流过开关元件上的电流成正比例关系控制工程网版权所有,从而取代了大功率电阻、电流互感器、霍尔电流传感器等电流检测组件。如果智能功率模块IPM中任意一IGBT集电极电流大于过流动作电流,时间超过10μs时,IPM将软关断,并且输出过电流报警信号。
  ⑤制动电路 主元件的智能功率模块IPM中设有IGBT组成的制动电路。当智能功率模块IPM接收到制动信号后,制动电路中的IGBT导通,接在制动端BN的制动电阻吸收电能,制动电路工作。
  ⑥智能功率模块IPM采用陶瓷绝缘结构,直接安装在散热板上;直流输入(P、N),制动单元输出(B)和变频输出端子直接用螺钉连接。输入输出控制端子并排一列CONTROL ENGINEERING China版权所有,可用通用插座连接。主接线端子和控制端子都可拆卸,不需烙铁焊接,非常方便。
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