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強(qiáng)大的數(shù)字型IGBT驅(qū)動器

作者: 時間:2018-08-15 來源:網(wǎng)絡(luò) 收藏

本文引用地址:http://butianyuan.cn/article/201808/386967.htm

Vce電壓檢測:Vce電壓檢測可以為數(shù)字提供IGBT器件參數(shù),通過Vce電壓可以判斷IGBT的工作狀態(tài),從而采取對應(yīng)的策略對IGBT進(jìn)行不同的控制方式。

過壓保護(hù):在IGBT器件關(guān)斷過程中,由于母線回路寄生電感的存在,關(guān)斷電壓會產(chǎn)生一個電壓過沖尖峰,過沖幅值為△V=Ls*di/dt,如果尖峰電壓超過IGBT器件的額定電壓,IGBT器件會被擊穿,造成器件損壞。

過壓保護(hù)電路采用的是TVS管與限流電阻串聯(lián)的方式,由集電極接入柵極(如圖6示),當(dāng)關(guān)斷過程中集電極出現(xiàn)超過設(shè)定值(設(shè)定值小于IGBT額定值)的電壓尖峰時,TVS管反向?qū)?,通過限流電阻向柵極注入電流,減慢IGBT關(guān)斷速度(減小di/dt),從而達(dá)到限制電壓尖峰的目的。用戶根據(jù)具體的應(yīng)用工況,選擇適合的TVS管的數(shù)量和單個TVS擊穿電壓參數(shù)。

di/dt檢測:(如圖示7),IGBT模塊內(nèi)部等效圖可以看到,由于IGBT模塊內(nèi)部鏈接的主電極回路與輔助電極回路之間存在寄生電感,在IGBT模塊工作時,主電流IC從主電極流入,經(jīng)過寄生電感L流出,依據(jù)電感感生電壓V=-L*di/dt,從公式可以看出,感生電壓V值與di/dt值成正比關(guān)系,通過檢測L上產(chǎn)生的感生電壓可以獲得主電流Ic的di/dt值。在IGBT模塊工作的過程中,如果感生電壓高于或低于設(shè)定值都認(rèn)為器件di/dt出現(xiàn)異常狀態(tài),需要進(jìn)行保護(hù),并向主控系統(tǒng)報告出現(xiàn)di/dt故障。

數(shù)字功能

數(shù)字控制器主要完成根據(jù)輸入信號控制放大電路,驅(qū)動IGBT器件。同時,根據(jù)檢測電路的反饋信號判定IGBT器件的工作狀態(tài),如果出現(xiàn)異常狀況,立即按照設(shè)定策略對IGBT器件進(jìn)行保護(hù)。

4 驅(qū)動級測試

為初步確定驅(qū)動級基本功能的正確性和可行性,利用圖8樣品板進(jìn)行測試,測試樣品為3300V-1500A IGBT模塊,采用通用型雙脈沖測試方法,測試波形如圖9。

從上圖測試結(jié)果可以看出,驅(qū)動板可以在測試條件下安全的開通和關(guān)斷IGBT模塊。

5 改進(jìn)方向

本論文提出的數(shù)字型IGBT驅(qū)動器在過壓保護(hù)檢測上采用的TVS管串聯(lián)的方式,只可以對IGBT器件關(guān)斷中di/dt產(chǎn)生的寄生過壓有較好的效果,但是這種方法也存在弊端,如果用戶對于過壓保護(hù)的閾值設(shè)定不合理,及系統(tǒng)在運(yùn)行中會出現(xiàn)較多的過壓,或較長時間過壓,此時IGBT器件會出現(xiàn)柵極被高壓損壞,或本應(yīng)關(guān)斷的IGBT被動強(qiáng)行開通,出現(xiàn)上下管短路的狀態(tài),損壞上下管IGBT。所以可以加入Vce檢測電路,實時檢測集電極電壓,制定保護(hù)策略。


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關(guān)鍵詞: 控制器 功率

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