如何用EG8010大功率IGBT模塊制作驅(qū)動板
第一個問題:8010的最大死區(qū)時間只有1.5US,而這些大模塊,因為輸入電容比較大,需要有比較大的死區(qū)時間,有時可能要放大到3US以上,才能安全工作。為了解決這個問題,我把8010的輸出接法做了較大的改進,先把8010輸出的4路用與門合并成2路,做成22851093這樣的時序,再把二路SPWM分成4路,用與非門做成硬件死區(qū)電路,這樣,死區(qū)時間就不受8010內(nèi)建死區(qū)的限止了,可以隨意做到幾US。這樣的接法,還有一個大大的好處,就是H橋的4個管子功耗是平均的,不會出現(xiàn)半橋熱半橋冷的現(xiàn)象。
但是,用8010來驅(qū)動IGBT模塊,也有二個問題需要解決:
第二個問題:因為IGBT模塊的工作頻率都比較低,一般要求在20K以下,但8010的載波頻率比較高,經(jīng)過實險和計算,決定用下面方式來解決,把原先8010用的12M晶振,改為10M晶振,這樣,載頻就降到19.5K,但輸出基頻就不到50HZ了,再把8010的18腳接高電平,也就是接成原60HZ的形式,這時實際輸出就為50HZ了。經(jīng)過周密策劃,第一塊驅(qū)動板終于呈現(xiàn)在眼前,見下面的圖片,板子還是比較大的,長16CM,寬11.3CM。
這塊驅(qū)動板元器件特別多,有280個左右的元件。
因為,一般大功率的機器,前級和后級可能是分離的,對于后級來講,一般是接入360V左右的高壓,就要能工作,所以,這個驅(qū)動卡的輔助電源是高壓輸入的,我用了一塊PI公司的TNY277的IC,電路比較簡單,但輸出路數(shù)很多,有5路,都是互相隔離的。因功率不大,可以用EE20 EFD20等磁芯,但這類磁芯,找不到與它匹配的腳位有6+6以上的骨架,所以,只得用了EI28磁芯,用了11+11的骨架。下圖是輔助電源部分的電路和TNY277的D極波形。
下面是這款驅(qū)動卡聯(lián)上300A模塊的圖片,四路輸出的圖騰管是用D1804 和B1204,輸出電流8A,在連上300A模塊時,G極上升時間約為380NS左右(G極電阻10R),不算很快,但也不算特別慢了。在模塊上接入30V的母線電壓,輸出的正弦波如下圖,可見,設(shè)計上沒有明顯的錯誤,時序也是對的。
現(xiàn)在,還有一個小問題:因為8010內(nèi)建死區(qū)最小為300NS,不能到0死區(qū),所以,還原的饅頭波,可能會有150NS的收縮,造成合成的正弦波在過0點有一點交越失真,如果8010能做到有一檔是0死區(qū),我這個問題就能完美解決了。經(jīng)過向工程師探討,說可以做成0死區(qū)的,看來是第二版可以做得更完美了。
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