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变频器驱动电路详解(二)

变频器驱动电路详解(二)

点击数:7585 次   录入时间:03-04 11:55:02   整理:http://www.55dianzi.com   变频器基础
三、IGBT截止负压丢失后的危害:
除了在全速运行下负载突然短路造成的损坏外,过流、过载、过欠压等,所有故障的危害性都要远远小于栅偏压回路开路对IGBT的危害,说到这一点,广大维修人员都会深有体会的——维修人员吃这样的不应该吃的亏是太多了啊。
检修过程中漏焊了栅极电阻DR45,在装机过程中粗心大意间只插好了上臂IBGT1的触发插头,而忘记了连接下臂IGBT触发端子,而使IGBT2驱动信号引入端子被空置,上电后,不投入起动信号,还没有问题,一旦投入启动信号,那就毫无商量,模块坏掉。长期的维修工作中,我已经养成了一个习惯:上电后启动操作前先停一会儿,观察一下驱动脉冲输出端子是否已经连接完好。检查每路都连接完好后,再按下启动按键。我常常觉得这轻轻的一点有千钧之重啊——驱动电路与逆变输出电路都是正常的状态下,只漏插了一只驱动脉冲的信号端子,必会造成IGBT模块与驱动电路的再次严重损坏,致使前功尽弃呀!

IGBT结电容等效图
如同双极性器件——三极管一样,三线元件也必然形成了内部三只等效电容,而IGBT内部的Cge却不是寄生性的,是工艺与结构所形成。Cce电容我们不要去管它。对IGBT能起到毁灭性作用的是Ccg和Cge两只电容。
上图为下臂IGBT的触发端子开路时的情形。上电后,IGBT1因驱动电路的接入,负的截止电压加到G、E极上,能将其维持在可靠的截止状态。变频器运行信号的莽撞投入,使IGBT1受正向激励脉冲电压驱动而开通,U端子即IGBT2的C极马上跳变为+530V的直流高压,此跳变电压提供了Ccg、Cge两只电容的充电回流回路,在IGBT1开通期间,IGBT2也为此充电电流所驱动,而近于同时开通,两管的共通形成了对P、N端的+530V供电电源的短路,啪啦一声,两只管子都炸掉了!假如上管的信号端子是空置的,而下管接入了驱动电路,同样,下管的导通,也会因同样的原因使两管损坏。
假定IGBT2的G、E极上,尚并联有栅极旁路电阻(如IGBT1栅控回路中的R旁),将对上述充电电流形成旁路作用,两管共通的可能性会降低一些。再假定在上管导通期间,下管的G、E极间有7V左右截止负压的存在,正向的充电电流为栅负偏压所中和和吸收,远远达不到使IGBT开通的幅值,则IGBT2是安全的。这也正是IGBT的控制回路为什么要加上负压的缘故。
对于采用IPM智能化逆变模块的变频器,驱动供电往往为单电源,并未提供负压,又是嘛回事呢?
从设计上的要求,IGBT驱动信号的引线越短越好,以降低引线电感效应;IGBT的E、E极间应有有小的电阻回路,以充分旁路干扰信号电流。而IPM模块,驱动电路与逆变主电路都集成于模块内部,驱动电路与IGBT之间配线极短,据资料称,甚至省掉的栅极电阻,以降低配线阻抗。IGBT在关断状态下,保障栅极处于低阻抗接地状态,从而有效防止了由干扰信号造成的误导通,因而省掉了负电源供电。

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