Zwarcie IGBT w systemie i jego ochronę, IGBTModule

Metoda chroni górną i dolną rurę.

Fotokoppulowany IGBT jest osiągany przez wykrywanie napięcia CE i zgodnie z zależnością między V CE i IC, gdy IC szybko wzrośnie, VCE podąża. Gdy wartość VCE wzrośnie do napięcia punktu ochrony, sprzężenie optyczne sama się wyłączy i wyślij sygnał błędu do DSP, cały proces wynosi na ogół od 5 do 10us. Tak jak taka ochrona jest bardzo wrażliwa i ma słabą dokładność, jest odpowiedni tylko do ochrony zwarcia. Rysunek 2 pokazuje schemat VCE i IC IC GD200HFL120C2S. Wraz ze wzrostem VCE wzrost IC rośnie. IC AT + 7V faktycznie znacznie przekracza prąd zwarcia modułu. Podczas wykonywania dynamicznego testu zwarcia, L, VG, TR, TF i innych parametrów mają ścisłą i stabilną kontrolę, a prąd jest ogólnie kontrolowany na 8-10 Czasy IC, jak pokazano na rysunku 3. Jednak zwarcie jest testowane w systemie, a prąd często wzrośnie z powodu charakterystyki przełącznika, obciążenia obwodu i zakłóceń.

Wspólna ochrona przed zwarciem w celu napędzania sprzężenia optycznego

(I) PC929

PC929 jest powszechnym sprzężeniem optycznym napędowym w branży falownika, z funkcją ochrony zwarcia (PC923 bez ochrony). Ponieważ jego szczytowy prąd wyjściowy wynosi tylko 0,4A, napędzanie IGBT o dużej mocy należy wzmocnić z tyłu, aby napędzać IGBT. Ile prądu modułu może napędzać PC 929, zależy od wyboru rurki. Tak długo, jak PC929 może naciskać rurkę, a rurka może naciskać IGBT, można ją osiągnąć.

Rysunek 3 pokazuje wewnętrzny obwód ochrony PC929:

1, gdy IGBT jest wyłączone, napięcie C 9 stóp C jest wyciągane do zera.

2. Po włączeniu IGBT, VCC ładuje CP przez RC, z napięciem ładowania przekraczającym + 7 V i transmisją O2

W przypadku miękkiego wyłączenia FS wysyła procesor sygnału błędu w tym samym czasie, FS jest skuteczny na niskim poziomie, a prędkość ładowania CP jest określana przez RC i CP.

3. Gdy IGBT jest wyłączone, C jest szybko obniżany, a prędkość w dół jest znacznie większa niż prędkość IGBT.

Wiele osób odzwierciedla, że ​​PC 929 jest podatny na miscy, ale mechanizm błędnego działania nie jest zbyt jasny. Niektórzy uważają, że czas ochrony jest zbyt krótki, podczas gdy inni myślą, że spadek presji IGBT jest zbyt duży. Następnie omówmy powód, dla którego PC 929 nie uwzględnia, co jest bardzo ważne dla projektowania obwodu ochrony IGBT.

Teoretycznie, im większy VCE (sat), tym szybciej IGBT osiąga napięcie ochrony + 7 V w strefie liniowej, co jest poprawne, ale nie jest przyczyną błędu. Wartość IC odpowiadająca spadkowi ciśnienia nasycenia + 7 V jest znacznie większy niż spadek ciśnienia nasycenia maksymalnego prądu przeciążenia, podczas gdy spadek ciśnienia ogólnego układu jest tylko poniżej 1 V, a ta przerwa nie spowoduje błędnego działania w stanie niewielkim.

Gdy IGBT jest normalnie otwarty, głównym powodem błędu błędnego sprotacji jest czas upadków V CE, gdy IGBT się otwiera, oraz czas ładowania C P. Patrz rysunek 4.

Zasilacz VCC ładuje CP przez RC, z napięciem ładowania UCP.

Jeśli VCE spadnie wzdłuż ścieżki, VCE spadł poniżej + 7 V, zanim UCP osiągnie + 7 V, wówczas napięcie 9 stóp nie pojawia się powyżej + 7 V.

Jeśli VCE spadnie na ścieżkę C, VCE jest jeszcze powyżej + 7 V, gdy UCP osiągnie + 7 V, wówczas wykrywanie napięcia o 9 stóp pojawi się powyżej + 7 V, ochrona zwarcia.

Wniosek: Aby uniknąć działania błędu otwierania, możesz nieco szybciej wydłużyć czas ładowania lub prędkość otwarcia.

(2) 316J

316J jest również szeroko stosowany do sprzężenia opartego na IGBT i optycznym z wykrywaniem VCE. Największa różnica w stosunku do PC929 polega na tym, że 316J jest w stanie bezpośrednio napędzać moduł 150A bez potrzeby rur. W zakresie mechanizmu ochrony jest również bardzo podobna do PC929. Patrz Rysunek 5: Po wyłączeniu IGBT Desat (14) jest ciągnięty na ziemię przez szybki MO SFET, MOSFET jest wyłączony po otwarciu IGBT, a 14 stóp ładuje się przez źródło prądu wewnętrznego i kondensator oraz napięcie, a napięcie Zwiększa więcej niż + 7 V i 316J chroni. PC929 ładuje kondensator VCC poprzez opór; 316J bezpośrednio ładuje kondensator przez wewnętrzne źródło prądu. Ponieważ kondensator jest obciążony stałym źródłem prądu, czas ładowania można również dokładniej obliczyć:

t = cv / i, wybierz c = 100p

t = 100p *7v /250u a = 2,8us

Oznacza to, że VCE musi spaść poniżej + 7 V w ciągu 2,8us lub zostanie opóźniony.

Wykres 6

Wprowadzenie eksperymentu ochrony zwarć

Ochrona zwarcia można podzielić na alternatywny zwarcie zgodnie z formą zwarcia, względny zwarcie. Ale bez względu na to, jaki rodzaj zwarcia, aby mieć przepływ prąd Oczywiście można wykryć ochronę w dowolnej pozycji obwodu, efekt nie jest taki sam. Zasadniczo zdecydowaliśmy się wykryć V CE

Napięcie, ponieważ jest stosunkowo skuteczne i niezawodne.

W teście fazowym w fazie fazy falownika istnieje pierwszy zwarcie po operacji i pierwszym uruchomieniu po zwarciu. Warunki zwarcia tego pierwszego jest stosunkowo pojedyncze, wyjście jest zwarci zaczyna rosnąć; Ten ostatni warunek jest bardziej złożony, gdy system jest uruchomiony, położenie zwarcia może znajdować się w dowolnym punkcie cyklu roboczego, więc przebieg każdego zwarcia jest również bardzo inny. Więc jaki prąd ochronny jest większy? Po przetestowaniu W systemie stwierdziliśmy, że zwarcie podczas eksploatacji prąd może przyspieszyć wyżej, ponieważ zwarcie po otwarciu IGBT, VG jest podniesiony, a na I C w obszarze liniowym wpływa głównie VG.

I r es = c r es *dv /dt

△ Vg = IRES*(rg+ri nt)

I c = k (v g -v th) 2

Ryc. 7 pokazuje kształt fali zwarcia mierzony w dynamicznym testerze. Stwierdzamy, że po stale wzrośnie I SC jest ograniczony przez sam chip. Napięcie bramki VG nie było bardzo zaburzone podczas całego procesu.

Rycina 8 pokazuje przebieg zwarcia modułu 1200 V / 50A na konwerterie częstotliwości.

- -t 1: DV / dt stale wpływa na v g; I SC jest w wzroście, nachylenie jest określane przez parazistyczne induktor obciążenia L, ISC = K (VG-VTH) 2

- -T2: DV / DT Stop wpływa na VG, VG zmniejsza się, a ISC maleje wraz z VG.

- -T3: VG jest stabilny, a ISC jest stabilny.

- -T4: IGBT OFF, ISC zmniejszone, vce = vdc + di / dt * lbus, więc napięcie przekraczają.