逆变电源解决方案


1. IGBT的过电流保护


在讲述IGBT的主要特性时,曾提到IGBT的集电极通态饱和电压UCES与集电极电流Ic呈近似线性关系,可以通过检测 U CES来监测Ic的大小,IGBT的集电极通态饱和电压UCES与集电极电流Ic的关系曲线如图2所示。IGBT过电流检测图见图1。从图中可知,集电极电压和栅极驱动电压经过与门得到过电流信号,将此过电流信号传送至控制电路,对IGBT实现保护。图3为提供过电压、欠电压、过电流、过热和其他故障实施保护和报警的综合保护电路的原理图。所有的保护和故障信号送入DSP中,封锁PWM输出信号,保护IGBT。



图1 IGBT过电流检测图



图2 IGBT通态饱和电压UCES与集电极电流Ic的关系曲线



图3  综合保护电路的原理图


这里需要提及的是,由于产生过电流时集电极电流很大,对IGBT实施瞬时保护时,集电极电流在很短的时间内中断,必将产生很高的上升率di/dt,在逆变电路的电感中引起很高的反电动势,对IGBT造成很大的威胁,集电极上的过高的过冲电压足以使IGBT损坏。所以产过电流时,不能过快地关断IGBT。为了防止出现过高的上升率出di/dt,常采用缓冲电路。

2.过热保护

为了防止因IGBT过热,造成管子的损坏,应采取以下措施:
(1)选取并安装适当的散热器,散热器的表面状态良好,表面粗糙度小于Ra6.3μm,平面度;50μm以下。
(2)IGBT管应与散热器有良好的接触,两者的接触面应涂有硅脂,有利于热传导。
(3)散热器的压紧扭矩要适当,过小造成热阻增加,管子温度升高;过大易造成管子损坏。
(4))测量温度的热敏器件(如热敏电阻)应安装在散热器靠近IGBT管的地方,能够正确检测IGBT管的温度。

3.缓冲电路
在弧焊逆变电源中,应对不同容量的IGBT,采取不同形式缓冲电路,见表 1。

表1  不同容量的IGBT,采取不同形式缓冲电路



转自海飞乐