变频器的IGBT过载,有哪些原因?

核心提示报"过载"有以下几种情况:1不一定是真过载,有可能是误报,检查一下保护电路,IGBT没有保护电路一般都在IGBT外部设计保护电路检查一下那一块2.就是真过载,有可能输出电流过大,短路等3.还有一种可能就是IGBT本身故障但据经验来看,一般是

"过载"

有以下几种情况:

1不一定是真过载,有可能是误报,

检查一下保护电路,IGBT没有保护电路一般都在IGBT外部设计保护电路检查一下那一块

2.就是真过载,有可能输出电流过大,短路等

3.还有一种可能就是IGBT本身故障

但据经验来看,一般是第1种原因,保护电路误报更换相应的检测光耦应该就会恢复正常.

IGBT的驱动电路有什么特点

对于大功率IGBT,选择驱动电路基于以下的参数要求:器件关断偏置、门极电荷、耐固性和电源情况等。门极电路的正偏压VGE负偏压-VGE和门极电阻RG的大小,对IGBT的通态压降、开关时间、开关损耗、承受短路能力以及dv/dt电流等参数有不同程度的影响。门极驱动条件与器件特性的关系见表1。栅极正电压 的变化对IGBT的开通特性、负载短路能力和dVcE/dt电流有较大影响,而门极负偏压则对关断特性的影响比较大。在门极电路的设计中,还要注意开通特性、负载短路能力和由dVcE/dt 电流引起的误触发等问题(见表1)。

表1 IGBT门极驱动条件与器件特性的关系

由于IGBT的开关特性和安全工作区随着栅极驱动电路的变化而变化,因而驱动电路性能的好坏将直接影响IGBT能否正常工作。为使IGBT能可靠工作。IGBT对其驱动电路提出了以下要求。

1)向IGBT提供适当的正向栅压。并且在IGBT导通后。栅极驱动电路提供给IGBT的驱动电压和电流要有足够的幅度,使IGBT的功率输出级总处于饱和状态。瞬时过载时,栅极驱动电路提供的驱动功率要足以保证IGBT不退出饱和区。IGBT导通后的管压降与所加栅源电压有关,在漏源电流一定的情况下,VGE越高,VDS傩就越低,器件的导通损耗就越小,这有利于充分发挥管子的工作能力。但是, VGE并非越高越好,一般不允许超过20 V,原因是一旦发生过流或短路,栅压越高,则电流幅值越高,IGBT损坏的可能性就越大。通常,综合考虑取+15 V为宜。

2)能向IGBT提供足够的反向栅压。在IGBT关断期间,由于电路中其他部分的工作,会在栅极电路中产生一些高频振荡信号,这些信号轻则会使本该截止的IGBT处于微通状态,增加管子的功耗。重则将使调压电路处于短路直通状态。因此,最好给处于截止状态的IGBT加一反向栅压(幅值一般为5~15 V),使IGBT在栅极出现开关噪声时仍能可靠截止。

3)具有栅极电压限幅电路,保护栅极不被击穿。IGBT栅极极限电压一般为+20 V,驱动信号超出此范围就可能破坏栅极。

4)由于IGBT多用于高压场合。要求有足够的输入、输出电隔离能力。所以驱动电路应与整个控制电路在电位上严格隔离,一般采用高速光耦合隔离或变压器耦合隔离。

5)IGBT的栅极驱动电路应尽可能的简单、实用。应具有IGBT的完整保护功能,很强的抗干扰能力,且输出阻抗应尽可能的低。

美的电磁炉MC-PSY18B能正常开机一切功能显示正常,开机后不检锅也不发热这是什么问题?

IGBT(Insulated

Gate

Bipolar

Transistor),绝缘栅双极型晶体管,是由BJT(双极型三极管)和MOS(绝缘栅型场效应管)组成的复合全控型电压驱动式功率半导体器件,

兼有MOSFET的高输入阻抗和GTR的低导通压降两方面的优点。GTR饱和压降低,载流密度大,但驱动电流较大;MOSFET驱动功率很小,开关速度快,但导通压降大,载流密度小。IGBT综合了以上两种器件的优点,驱动功率小而饱和压降低。非常适合应用于直流电压为600V及以上的变流系统如交流电机、变频器、开关电源、照明电路、牵引传动等领域。

输出特性与转移特性:

IGBT的伏安特性是指以栅极电压VGE为参变量时,集电极电流IC与集电极电压VCE之间的关系曲线。IGBT的伏安特性与BJT的输出特性相似,也可分为饱和区I、放大区II和击穿区III三部分。IGBT作为开关器件稳态时主要工作在饱和导通区。IGBT的转移特性是指集电极输出电流IC与栅极电压之间的关系曲线。它与MOSFET的转移特性相同,当栅极电压VGE小于开启电压VGE(th)时,IGBT处于关断状态。在IGBT导通后的大部分集电极电流范围内,IC与VGE呈线性关系。

IGBT与MOSFET的对比:

MOSFET全称功率场效应晶体管。它的三个极分别是源极(S)、漏极(D)和栅极(G)。

主要优点:热稳定性好、安全工作区大。

缺点:击穿电压低,工作电流小。

IGBT全称绝缘栅双极晶体管,是MOSFET和GTR(功率晶管)相结合的产物。它的三个极分别是集电极(C)、发射极(E)和栅极(G)。

特点:击穿电压可达1200V,集电极最大饱和电流已超过1500A。由IGBT作为逆变器件的变频器的容量达250kVA以上,工作频率可达20kHz。

IGBT是Insulated

Gate

Bipolar

Transistor(绝缘栅双极型晶体管)的缩写,IGBT是由MOSFET和双极型晶体管复合而成的一种器件,其输入极为MOSFET,输出极为PNP晶体管,它融合了这两种器件的优点,既具有MOSFET器件驱动功率小和开关速度快的优点,又具有双极型器件饱和压降低而容量大的优点,其频率特性介于MOSFET与功率晶体管之间,可正常工作于几十kHz频率范围内,在现代电力电子技术中得到了越来越广泛的应用,在较高频率的大、中功率应用中占据了主导地位。

若在IGBT的栅极和发射极之间加上驱动正电压,则MOSFET导通,这样PNP晶体管的集电极与基极之间成低阻状态而使得晶体管导通;若IGBT的栅极和发射极之间电压为0V,则MOS

截止,切断PNP晶体管基极电流的供给,使得晶体管截止。IGBT与MOSFET一样也是电压控制型器件,在它的栅极—发射极间施加十几V的直流电压,只有在uA级的漏电流流过,基本上不消耗功率。

IGBT的驱动电路

不加热,检不到锅,有报警声

故障分析:

造成此故障的原因有很多,包括同步电路,浪涌保护电路,检锅电路,驱动电路,IGBT高压保护电路以及PWM信号电路,下面介绍其维修方法。

(一)、同步电路故障

检查步骤:

①在待机接线圈盘的情况下,用万用表测量U1—LM339的8脚与9脚的工作电压,(8脚为175V,9脚为19V),如果电压不正常,请检查R18、R1、R4、R239、C214、C209、D213,把有问题的元器件更换,故障可排除。如果以上2个引脚的电压正常,那我们再测量U1--LM339的第14脚的电压是否为高电平,电压值为123V。如是低电平,就表示U1已经损坏(在这里排除PWM信号电路的故障)。

②如果是高电平,请用一条导线把9脚接地,再测量14脚的电压是否为低电平,如果还是高电平,就表示U1--LM339已经损坏,换上同型号同规格的U201--LM339,上电试机正常,故障排除。

(二)、浪涌保护电路故障

故障分析:

出现浪涌保护一般是电源中仅仅几百万分之一秒时间内的一种剧烈脉冲,为了保护IGBT不受损坏保护电路会输出一个低电平使IGBT停止工作,当浪涌过后电路会自动恢复正常。

检查步骤:

①首先测量U2--LM339的13脚是否为高电平,如果是高电平,就表示浪涌保护电路没有动作。如果是低电平,就表示浪涌保护电路已经动作(这个引脚与IGBT高压保护电路的输出脚相接通,在这里是排除IGBT高压保护电路的故障所作的分析)。我们再测量U2的11脚电压是否为3V,10脚的电压是否比11脚的电压低(10脚的电压为251V),如果是,就表示U2—LM339已经损坏,更换后故障可排除。如果U202的6,7脚电压不正常,请检查R5,C22,R6,D206,D207,C206,C207,C217,R218,R223是否正常,把不正常的元器件更换,故障可排除。

②如果测量到U2的14脚电压只有03V,第11脚的电压又大于10脚的电压,我们再测量主IC的1脚的电压是否低电平,如果是,就表示主IC已经损坏。更换上新的IC后故障可排除。

(三)、检锅电路故障

检查步骤:

①当出现检不到锅时,首先我们测量主IC的19脚是否有5V的电压,如果电压为0V,就表示主IC已经损坏,更换后故障可排除。如果电压正常,请测量U2—LM339的2脚是否有08V的电压,如果没有,请按第2步的方法检查。如果有,请检查Q202,R42,是否正常。把损坏的元器件更换,故障可排除。如果以上的元器件没有损坏,我们就要判断是主IC的问题,还是U2—LM339的问题了。用一条导线把U2的4脚与5V电源接通,如果测量到的电压为低电平,就表示主IC已坏,如果测量到的电压还是为高电平,就表示U2- LM339已经损坏,把以上有损坏的元器件更换,上电试机正常,故障排除。

②如果在上一步没有短接U2的4脚之前测量到U2的2脚是低电平,那我们就测量U2的4脚和5脚的电压是否正常(4脚为低电平,5脚的电压为3V),如果电压不正常,那就要断电检查R218,R217的阻值是否正常,把不正常的元器件更换。如果测量到的电压正常,而2脚输出的还是低电平,就表示U2已经损坏,更换上同型号的LM339,上电试机正常,故障排除。

(四)、驱动电路故障

检查步骤:

①首先拆下线圈盘上电测量U1的2脚是否为高电平,再测量5脚与7脚的电压,这两个脚是驱动电路上两个比较器的参考电压,有一固定值,(第5脚17V,第7脚比5脚高04V左右的电压)它与前级振荡电路送过来的脉冲信号作比较,比较后的结果分别送给Q2与Q1两个三极管的基极作驱动信号。如果这两个脚的电压不正常,请检查R253,R252,Z203是否存有问题,把有问题的元器件更换,试机正常,故障排除。

②(注意:这一步中一定要把线圈盘拆下来,否则会引起烧IGBT)。如果U1的5,7脚的电压正常,断电把U1的6脚与5V电源接通,用万用表测量U1的1脚和2脚的电压是否为低电平,如果这两个脚有任何一个为高电平,就表示U1已损坏,换上新的LM339,故障可排除。

③如果这两个脚的输出电压都正常,而故障没有排除,我们就要对Q1、Q2、R234、R235、R237、R238、R7、R8,Z1,D212,进行检查,把存在问题的元器件柝下来,换上同型号的元器件,上电试机正常,故障即可排除。

(五)、IGBT高压保护电路故障

故障分析:

当IGBT的C极电压高于1135V时,保护电路会动作。此时IGBT输出功率会关闭。

检测步骤:

①首先为了判断故障是不是由IGBT高压保护电路引起,我们先测量U2的14脚电压是否为高电平(这个脚与浪涌保护电路的输出脚相接通,此处是排除浪涌保护电路的故障而作的分析)。如果是,就表示保护电路没有动作。如果是低电平,就表示保护电路已经动作。我们就要测量U2的8脚与9脚的电压(8脚049V,9脚385V)。如果这两个脚的电压正常,而14脚输出的是低电平,我们就可以确定是U2—LM339已经损坏。更换后故障可排除。

②如果4脚和5脚的电压不正常,我们就要对R220、R221、C225、R241,R240进行检查,把损坏的元器件更换。上电试机正常,故障排除。

③如果测量到U2的14脚的高电平只有03V,第9脚的电压又大于8脚的电压,我们再测量主IC的1脚的电压是否低电平,如果是,就表示主IC已经损坏。更换上新的IC后故障可排除。

PWM信号电路故障

故障分析:

如果PWM信号没有输出,IGBT就没有驱动信号从而不工作,检锅电路因为检测不到正确的脉冲信号而出现报警。

检查步骤:

在待机的情况下测量主IC的13脚的电压,正常值为225V(有效值),如果电压值不正常,请检查R211,R212,R213,EC12,Q202,C208是否有问题,把有问题的元器件更换如果以上的元器件都没问题,表示主IC已损坏,请更换。

igbt管中的阻容吸收回路的工作原理是怎样的,到底实现了什么样的保护功能,望较详细说明下

1

这个模块里面已经集成了驱动电路,就是图中的pre-driver,上桥臂三个,三个下桥臂共用一个。准确说这个应该是一个IPM模块,而非IGBT模块,他们的区别就在于是否集成了驱动电路。

2

驱动电路顾名思义,就是驱动IGBT的:将输入的PWM信号转化成可以开通和关断IGBT的电平标准;使得驱动电流足以可以开通和关断IGBT(尤其是IGBT的Ice较大的时候);使得PWM信号的上升时间和下降时间满足IGBT开通关断的要求。

另外,驱动电路还应该具备必要的保护功能,避免IGBT损坏。

3

驱动电路有现成的,正如楼上所说。

当检测到igbt发生过电流时不能采用快速关断的办法来实施保护

IGBT关断时,由于漏感L的存在,会引起电压尖峰V=Ldi/dt,在IGBT管中并联阻容吸收电路,可以吸收电压尖峰,防止IGBT过压击穿;电容吸收的能量在IGBT导通的时候被释放掉,如此循环。

1、IGBT的保护通常采用快速自保护的办法,即当故障发生时,关断IGBT驱动电路,在驱动电路中实现退饱和保护。或当发生短路时,快速地关断IGBT。

2、当IGBT发生短路后,不能采取立即封锁栅极驱动信号的方法实施保护,而是采用软关断降低栅极电压的方法。

 
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