逆变电源后级IGBT保护指导
|
逆变电源当中存在前级与后级电路，它们对于逆变电源的工作效率起着较为重要的作用。在后级电路中，H桥的IGBT管异常脆弱，相较于同等容量的MOS管，H桥中的IGBT更加容易炸毁。这就意味着在设计电路时，虽然IGBT看似正常，但和IGBT进行配合之后就可能出现开机带载炸毁的情况。 有的朋友可能认为更换一个功率稍大的IGBT就会解决炸管的现象。但事实上，在更换IGBT后带载的情况下会突然增加负载和撤销负载，几次反复下来仍然会发生炸管的现象。但是有心的朋友们会发现，这其中是包含着一定规律的，只要是采用峰值电流保护措施就能避免炸管现象的发生。因此本篇文章就从此点出发，来为大家讲解逆变电源H桥中的IGBT单管驱动与保护。 驱动电路 IGBT为IXYS的，IXGH48N60B3D1，驱动电路如图1。 图1 这是一个非常典型的应用电路，完全可以用于IGBT或者MOSFET，但是也有些不一样的地方。 区别如下：有负压产生电路、隔离驱动、单独电源供电。 从总体来看，此电路没有保护，用在逆变上100%炸，但是我们可以将这个电路的实质摸清楚。 1：驱动电阻R2，这是驱动中非常重要的部分，图1中D1配合关闭的时候，让IGBT的CGE快速的放电，但实际只要需要设计即可，D1可有可无。也可以在D1回路里头串联一个电阻做0FF关闭时候的栅极电阻。 (a) (b) 图2 再来看波形。不同的栅极电阻和高压HV 400V共同产生作用的时候，(a)与(b)2个IGBT栅极的实际情况。 图2(a)是在取消负压的时候，上下2管之间的栅极波形，栅极电阻都是在10R情况下，在不加DC400V情况下测量2管G极波形，图2(b)是在DC400V情况下，2管的栅极波形。 为何图2(b)会有一个尖峰呢?这个要从IGBT的内部情况说起，简单来说，IGBT的GE上有一个寄生的电容，它和另外的CGC一个寄生电容共同组成一个水池子，那就是QG。 那么在来看看为何400V加上去，就会在下管上的G级上产生尖峰。 图3 如图3所示，当上管开通的时候，此时是截止的，由于上管开通的时候，这个时候要引入DV/DT的概念，通俗的说就是上管开通的时候，上管等效为直通， DC400V电压立马加入到下管的C级上，这么高的电压立刻从IGBT的寄生电容上通过产生一个感应电流，这个感应电流上图有公式计算，这个电流在RG电阻和驱动内阻的共同作用下，在下管的栅极上构成一个尖峰电压，如上面那个示波器的截图所示。到目前为止，没有引入米勒电容的概念，理解了这些，然后对着规格书一看，米勒电容是什么，对电路有何影响，就容易理解多了。 这个尖峰有许多坏处，从上面示波器截图可以看出来，在尖峰时刻，下管实际上已经到7V电压了，也就是说，在尖峰的这个时间段内，上下2个管子是共同导通的。下管的导通时间短，但是由于有TON的时间关系在里面，所以这个电流不会太大。管子不会炸，但是会发热，随着传输的功率越大，会大大影响效率。 |
