功率器件IGBT在不間斷電源(UPS)中的應用
這種辦法有時還是不能保護IGBT,根據(jù)IR 公司的資料,IR 公司推薦的短路保護方法是:首先檢測通態(tài)壓降Vce,如果Vce 超過設定值,保護電路馬上將驅動電壓降為8V,于是IGBT 由飽和狀態(tài)轉入放大區(qū),通態(tài)電阻增大,短路電路減削,經(jīng)過4us 連續(xù)檢測通態(tài)壓降Vce,如果正常,將驅動電壓恢復正常,如果未恢復,將驅動關閉,使集電極電流減為零,這樣實現(xiàn)短路電流軟關斷,可以避免快速關斷造成的過大di/dt 損壞IGBT,另外根據(jù)最新三菱公司IGBT 資料,三菱推出的F 系列IGBT 的均內含過流限流電路(RTC circuit),如圖6,當發(fā)生過電流,10us 內將IGBT 的啟動電壓減為9V,配合M57160AL 驅動厚膜電路可以快速軟關斷保護IGBT。本文引用地址:http://www.ex-cimer.com/article/178246.htm
圖5:IGBT 等效電路圖
圖6 三菱F 系列IGBT 的RCT 電路
過電壓損壞
防止過電壓損壞方法有:優(yōu)化主電路的工藝結構,通過縮小大電流回路的路徑來減小線路寄生電感;適當增加IGBT 驅動電阻Rg 使開關速度減慢(但開關損耗也增加了);設計緩沖電路,對尖峰電壓進行抑制。用于緩沖電路中的二極管必須是快恢復的二極管,電容必須是高頻、損耗小,頻率特性好的薄膜電容。這樣才能取得好的吸收效果。常見電路有耗能式和回饋式緩沖電路?;仞伿接钟袩o源式和有源式兩種,詳細電路設計可參見所選用器件的技術手冊。
橋臂共導損壞
在UPS 中,逆變橋同臂支路兩個驅動必須是互鎖的,而且應該設置死區(qū)時間(即共同不導通時間)。如果發(fā)生共導,IGBT 會迅速損壞。在控制電路應該考慮到各種運行狀況下的驅動問題控制時序問題。
過熱損壞
可通過降額使用,加大散熱器,涂敷導熱膠,強制風扇制冷,設置過溫度保護等方法來解決過熱損壞的問題。
此外還要注意安裝過程中的靜電損壞問題,操作人員、工具必須進行防靜電保護。
5. 結論
IGBT 兼具有功率MOSFET 和GTR 的優(yōu)點,是UPS 中的充電、旁路開關、逆變器,整流器等功率變換的理想器件。
只有合理運用IGBT,并采取有效的保護方案,才可能提高IGBT 在UPS 中的可靠性。
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