發(fā)布時間:2018-09-5 閱讀量:1454 來源: 發(fā)布人:
大家都知道,IGBT單管相當的脆弱,同樣電流容量的IGBT單管,比同樣電流容量的MOSFET脆弱多了,也就是說,在逆變H橋里頭,MOSFET上去沒有問題,但是IGBT上去,可能開機帶載就炸了,這一點估計很多人都深有體會。這不,下面這個網友初次涉足IGBT就給掛掉了,折騰了半天還不知道問題出在哪兒,我們先來看看究竟是怎么回事兒?
提問:前幾天一個朋友讓我?guī)兔o做個小功率變頻器(500W)用作振動盤控制器,雖然我沒做過逆變相關的東西(直接和220打交道的東西只在剛畢業(yè)那年做過一點沒啥經驗)但是本著多學習的態(tài)度就答應了下來。學了幾天SPWM就上陣了。今天板子打回來焊接完畢(由于手頭有幾個從舊板子上拆下來的標注為K20T60的IGBT,于是就用它代替了圖中的IRF840)。先接弱電測試一下,唉好用;然后上220(負載為12V10W的工頻變壓器,二次側開路接示波器),唉也好用。加上電位器調頻調幅功能,先上弱電,好用。再上220,NTC(RT1)爆了。用萬用表一測,Q2和Q4直接掛掉了(三個腿兩兩導通),整流橋也掛了。更換了損壞的器件,上弱電測試然并卵,信號只有上半周并且過流,估計Q1和Q3也掛了。求大神看看這個電路圖問題出在了那里。
<p< p=""><p 補充:用的10uf自舉電容,采用下半橋工頻上半橋pwm的方式,lc濾波之后輸出的波形不是正弦波,像是把正弦波揍扁了一樣。<="" p="">
<p< p="">針對網友的提問,幾位熱心的網友紛紛作答,希望能幫助他快速走出誤區(qū)。
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回答:如果MOS管,死區(qū)一般可以在500nS以內,所以用IR2104驅動是安全的。但是IGBT空載的拖尾效應,這個死區(qū)時間是不夠的,初次做,缺少最佳死區(qū)時間經驗,最好是4個管子單獨驅動,采用IR雙路輸入的半橋驅動芯片為好,死區(qū)從幾個us做起,每個合適的IGBT都有比較合適的死區(qū)時間,這個就不給出直接數據。其實采用下半橋工頻方波,上半橋PWM驅動,可以避免死區(qū)等很多問題,把輸出級驅動問題完全簡單化,而且還能提高效率。補充一下,IR懸浮驅動的自舉電容,采用10n很明顯小了。經驗必須遠大于100n,比如1uf什么的才可以保證上臂驅動的正常供電?;舅惴▎栴}前面已經做過輸出,應該不存在,但是驅動算法還是非常不一樣的,不知道這里你修改對了沒?
而且,因為功率輸出級方式變化了,測量方法也就很講究了,理論上,你每個橋臂中點,測量輸出波形,通過RC低通,能看見半波整流正弦波,雙通道差180°,輸出肯定就是漂亮的完整正弦波了。這里4管驅動必須是這樣的:對角1高管給出正半周PWM波形時候,下對角管在整個正半周期導通。同時其他2個交叉橋臂管全部截止。同樣道理,對角2管給出正半周PWM輸出,下對角管在整個正半周期導通。同時其他2個交叉橋臂管均截止。由于輸出驅動方式大改變,所以PWM算法也不一樣了,過去正弦波過零點PWM=50%,現在正弦波過零點,PWM=0%。這樣2個橋臂輪流輸出正半周,180°驅動,連接在2個橋臂上面的輸出負載上面合成一個完整的正弦波就不是問題了。
補充一下,對于那種浮柵上臂驅動類型的芯片,由于工況變成總有一半時間,下臂長期導通期間,上臂是無法開啟的,但恰恰這個時候上臂是關閉的。因此只需要注意芯片驅動邏輯是不是有上下驅動信號邏輯控制,那種芯片是不能用來驅動這樣全橋的。沒有關聯(lián)邏輯控制的浮柵驅動,才可以正常驅動。
提問:我之前的操作是:對角1高管正半周PWM輸出,下對角管在整個正半周期導通;同時另一個對角的高管截至而1下管和1高管互補輸出。下半周同理。兩個半橋的中心點通過LC濾波后可以得到正弦波?,F在改成了(換板子了不用IR2104驅動H橋了)對角1高管給出正半周PWM波形時候,下對角管在整個正半周期導通。同時其他2個交叉橋臂管全部截止。這兩種方式的過零點PWM占空比都是0%,第二種得不到正弦波。我用示波器看了單片機PWM的輸出,邏輯沒錯。我再找找哪里邏輯錯了。采用“對角1高管給出正半周PWM波形時候,下對角管在整個正半周期導通,同時其他2個交叉橋臂管全部截止的方式”方式的時候自舉升壓電容充電周期和工頻周期一樣,給人感覺在開啟上臂的時候電容充上的電瞬間被放光了導致后續(xù)上臂開啟不了。我的電容已經用到20uF了,不知道該咋辦了。
回答:那就換一個驅動方法,前提是死區(qū)必須由你自己控制了。就是全橋一個臂,輸出上下互補的帶死區(qū)PWM,而另外一個臂,輸出工頻方波,呵呵,反正效率都好過2臂全部用PWM輸出的形式。死區(qū)至少大于1.5uS級,然后一點點減少死區(qū),到空載不會發(fā)生直通就OK了。這樣你驅動芯片哪怕帶輸入輸出邏輯的也肯定能正常驅動。算法還是和單極性調制的一樣,正弦波過零點必須是0%,正弦波+-最高點就是你PWM最大點。這種方式,用IR2110或者類似芯片肯定能驅起來,有類似工程樣機的,你可以參考:EG8010
提問:我看見很多大功率管子都用IR2110來驅動,是不是這種大管子的柵極電流太大用IR2101這種小電流的驅動芯片帶不動。
回答:是的,浮柵驅動芯片的選擇,和被驅動管子有直接關系,一般按照器件的Qg,和上升下降時間設計來選取,按照Qg=t*i原則選取,比如 選擇驅動沿時間=50ns 被選擇驅動管Qg=200nC,那么i=200nC/50nS=4A。意味著你必須用那種4A的浮柵驅動芯片來驅動才能實現設計目的。在這個設計里面,因為IR2110只有2A,很顯然就不勝任了,當然如果是驅動100nC以下的管子(我們常用的Kw級別逆變器管子都在這個范圍)那就OK了。更大的輸出驅動能力也意味著更小的芯片驅動功耗,這個也是設計時候必須注意的,否則驅動芯片過載也不是好玩的事情。
提問:修改方案后,低電壓沒有問題,上220V之后IR2110的自舉升壓電容糊了沒有爆,IR2110也燒了。串接在220V供電電源上的1A保險絲爆了。
回答:自舉電容糊了?用的什么電容,這個電容必須是低ESR電容,高頻PWM,幾百N貼片陶瓷就可以了。懷疑線路走線不合理,造成VS點負過沖,產生芯片閂鎖,驅動直接掛掉。
我曾經在一個帖子中看到有網友說,他發(fā)現了一些規(guī)律,采用峰值電流保護的措施就能讓IGBT不會炸,不知道這個辦法管不管用,大家不妨試試!
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