变频技术

IGBT 栅极特性对开关过程的影响与改善措施

IGBT 的栅极通过一层氧化膜与发射极实现电隔离。由于该氧化膜很薄，其击穿电压一般只有 20～30 V，故栅极击穿是 IGBT 失效的常见原因之一。应用中有时虽保证栅极驱动电压未超过栅极最大额定电压，但栅极连线的寄生电感与栅极—集电极间电容的耦合，也会产生使氧化层损坏的振荡电压。为此通常采用双绞线传送驱动信号以减小寄生电感，在栅极连线中串联小电阻也可抑制振荡电压。由于 IGBT 的栅极—发射极与栅极—集电极间存在分布电容 Cge、Cgc，且发射极驱动电路中存在分布电感 Le，这些分布参数使实际驱…

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变频器的安装方式与散热要求

变频器可安装在开放的控制板上，也可安装在控制柜内。（1）安装在控制板上。变频器安装在控制板上时，要注意它与周围物体之间留有一定空隙便于良好散热，如图8-7 所示。（2）安装在控制柜内。变频器安装于有通风扇的控制柜内时，要注意安装位置，使对流空气能通过变频器以带走工作产生的热量，如图8-8 所示。图8-7 变频器安装在控制板上图8-8 变频器安装在控制柜中需要在同一控制柜内安装多台变频器时，要注意水平并排安装位置，如图8-9 所示；若垂直安装在一起，下方变频器散发的热量将烘烤上方变频器。图8-9 …

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IGBT 驱动电路的电隔离与栅极脉冲供给

IGBT 驱动电路必须具有两个功能：一是实现控制电路与被驱动 IGBT 栅极的电隔离；二是提供合适的栅极驱动脉冲。实现电隔离可采用脉冲变压器、微分变压器及光电耦合器。图3-7 为采用光耦合器等分立元器件构成的 IGBT 驱动电路。输入控制信号时，光耦 VLC 导通、VT2 截止、VT3 导通输出 +15 V 驱动电压；输入信号为零时 VLC 截止、VT2 与 VT4 导通，输出 -10 V 电压。+15 V、-10 V 电源应靠近驱动电路，驱动电路输出端及电源地端至 IGBT 栅极、发射极的引线…

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变频电源驱动电路中 IGBT 的保护设计

由于 IGBT 工作在高频、高电压、大电流条件下，较易损坏；且受电网波动、雷击等影响，其所承受应力更大，故 IGBT 的可靠性直接关系到变频电源的可靠性。选择 IGBT 时除需降额考虑外，其保护设计也是变频电源设计的重要环节。电路设计时应针对影响 IGBT 可靠性的因素，有的放矢地采取保护措施。1. IGBT 栅极的保护IGBT 栅极—发射极驱动电压 UGE 的保证值为 ±20 V，在栅极与发射极间加超值电压可能损坏 IGBT，故驱动电路中应设置栅压限幅电路。此外，若栅极与发射极间开路而在集电极…

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IGBT 过流保护电路的分类与实现方法

IGBT 的过流保护电路可分为两类：一类是低倍数（1.2～1.5 倍）的过载保护；另一类是高倍数（可达 8～10 倍）的短路保护。过载保护不必快速响应，可采用集中式保护，即检测输入端或直流环节的总电流，当该电流超过设定值后比较器翻转，封锁所有 IGBT 驱动器的输入脉冲，使输出电流降为零。这类过载电流保护一旦动作，需经复位才能恢复正常。IGBT 能承受很短时间的短路电流，可承受时间与其导通饱和压降有关，随饱和导通压降增大而延长。例如饱和压降小于 2 V 的 IGBT 允许承受的短路时间小于 5 …

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变频器的定期维护保养内容与注意事项

为延长变频器使用寿命，使用过程中需对其进行定期维护保养。1. 维护内容变频器维护内容主要有以下几项：①清扫冷却系统的积尘与脏物；②对紧固件重新紧固；③检测绝缘电阻是否在允许范围内；④检查导体、绝缘物是否有破损和腐蚀；⑤定期检查并更换变频器的部分元器件，具体如表8-5 所示。表8-5 变频器需定期检查并更换的元器件2. 维护时的注意事项维护时应注意以下事项：①操作前必须切断电源，并在主回路滤波电容放电完毕、电源指示灯熄灭后再进行维护，以保证操作安全。②出厂前变频器已进行初始设定，一般不要改变；若已…

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SCALE 集成驱动器的性能特点与内部结构

驱动电路的常用形式是分立元件构成的驱动电路，但目前趋势是采用专用的集成驱动电路。SCALE 集成驱动器由瑞士 CONCEPT 公司生产，专为 IGBT 和功率 MOSFET 提供驱动，具有多功能、低成本、易使用、可靠性好等特点。根据实际应用中对驱动性能、驱动输出通道数目、隔离等不同要求，SCALE 集成驱动器有相应型号可供选择。各种型号的 SCALE 集成驱动器在功能、结构与使用方法上大同小异，故以下不针对具体型号，而是对整个系列 SCALE 器件的共性进行讲述，应用时再按需选择具体型号。1. …

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SCALE 集成驱动器在变频电源驱动电路中的应用

SCALE 集成驱动器是专为 IGBT 和功率 MOSFET 设计的驱动器，可应用于多种电力电子装置。应用 SCALE 驱动器时应首先考虑三个问题：一是工作方式的选择；二是驱动器工作电平与门限电阻 Rth 的确定；三是故障状态信号与控制电路的接口。1. 工作方式的选择SCALE 驱动器有直接与半桥两种工作方式。直接方式连线如图3-17 所示：MOD 输入端接 VCC，RC1 和 RC2 接地，PWM 信号同时接 InA 和 InB，SO1、SO2 引出两个状态反馈信号。直接方式下驱动器的两通道之…

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变频电源驱动电路中 GTR 的驱动及保护电路

变频电源逆变电路的核心部件——大功率开关器件，一般分为双极型、单极型与混合型三类。双极型有 GTO、GTR、SITH 等；单极型有功率 MOSFET、SIT 等；混合型有 IGBT、MGT（MOS 门极晶体管）等。这些大功率器件的运行状态及安全性直接决定变频电源和逆变器的性能优劣，而性能良好的驱动电路又是开关器件安全可靠运行的重要保障。大功率晶体管（Giant Transistor, GTR）也称巨型晶体管，是三层结构的双极全控型大功率高反压晶体管，具自关断能力、控制方便，并有饱和压降低、安全工…

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IR2110 驱动器的主要特点与引脚功能

IR2110 是一种双通道高压、高速电压型功率开关器件栅极驱动器，具有自举浮动电源，驱动电路简单，只用一路电源即可同时驱动上、下桥臂。但 IR2110 不能产生负压，抗干扰方面较为薄弱。IR2110 采用 14 端 DIP 封装，引出端排列如图3-19(a) 所示，内部功能原理框图如图3-19(b) 所示。各引出端功能分别为：1 端（LO）低端通道输出；2 端（COM）公共端；3 端（VSS）低端固定电源电压；5 端（US）高端浮置电源偏移电压；6 端（UB）高端浮置电源电压；7 端（HO）高端…

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