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详述针对变频电源IGBT核心有哪些保护措施?

时间:2020-08-12 10:50:41 点击:283 次 来源:常州市卡宴电子科技有限公司
       变频电源是一种接近理想化状态的电源产品,通过交流→直流→交流的变换,输出纯净的正弦波电压,输出频率和电压在一定范围内可调节,具有频率稳定、电压稳定、电压波形良好、地谐波失真等优点,广泛适用于家电制造业、电子制造业、IT行业、实验室等各种不同的领域。同时变频电源还是许多先进国家的标准供电电源,其优异性可见一斑。变频电源的突出优势在于采用了IGBT逆变输出技术,以IGBT半导体为核心,用先进微处理器控制设计而成的高性能精密电源,具有负载适应性强、输出波形品质好以及良好的人机界面等优点。因此,IGBT非常重要,是核心元器件。那么,针对IGBT有哪些保护手段呢?下面,卡宴小编为大家详细叙述一下变频电源IGBT核心有哪些保护措施吧。

  一、过压保护


  理论上来说,采用恒流闭环控制系统即可控制电源的短路电流,但实际短路时,输出电压很低,即IGBT的工作脉宽很窄才能保证输出电流恒定,这就造成了IGBT在很短的导通期间,吸收电容未充分放电而马上关断,且因分布电感和漏感的影响,IGBT的关断是在承受较高的反压下进行的,极易使IGBT损坏,为了使IGBT关断过电压能得到有效的抑制并减少关断损耗,需要给1GBT主电路设置关断缓冲吸收电路。IGBT的关断缓冲吸收电路分为充放电型和放电阻止型,从吸收过电压的能力上说,充放电型效果较好,所以在变频电源中可设置IGBT过压保护缓冲电路。

  在此硬件电路的基础上,结合单片机的控制系统可检测输出电压低于某一设定值时,单片机便认为负载电弧是处于短路状态,这时单片机便对IGBT的至小脉冲宽度进行限制,以保证吸收电容有足够的放电时间,从而降低IGBT的关断反向电压。同时为保证输出电流恒定,单片机在判断输出为短路时将逆变器的等脉冲宽度调节(PWM)变为频率调节控制(PFM),即脉冲分频控制,输出电压越低,输出脉冲的频率越低。


变频电源IGBT保护措施

  二、过流保护


  IGBT正常工作时,导通期间的电流包括开通时的尖峰、折算到原边的焊接电流和关断时的拖尾电流。在设计IGBT的过流保护时,主要可采取以下三条措施:

  (1)选择IGBT器件时,使其至大工作电流只占IGBT额定电流的30%左右,其目的就是要使IGBT的安全工作区尽可能窄一些,以避免IGBT的擎住效应。

  (2)针对元器件失效等偶发性故障,如输出失控、IGBT损坏、功率变压器击穿、短路、高频整流快恢复二极管损坏引起的过电流行为,应设计保护电路为立即保护型。即保护电路动作后,切断供电电源,停止变频电源工作。

  (3)对元器件并没有失效,而是由于某种其他原因如负载突然加大造成的过流,可尝试采用一种慢降栅压的电路来实现。

  三、过热保护


  变频电源应用广泛,可能会应用于一些环境恶劣的地方,如码头、港口或是矿山深井等场所,这样的工作场所需要的电力能源巨大,流过IGBT的电流很大,并且开关频率较高,所以器件的损耗也较大,如果热量不能及时散掉,使结温值超过电力温度上限值,则会引起IGBT的损坏。

  在热设计时还要考虑在短路和过载时,IGBT也不能因过热而损坏。适当加大散热系统是保护变频电源正常工作的必要条件,但由于散热系统不可能无限制地扩大,所以要在靠近IGBT处安装一温度继电器来检测IGBT的工作温度。当温度超过所设定的至高温度时切断IGBT的输入,保护其安全。

  以上就是变频电源IGBT核心有哪些保护措施的相关内容介绍。通过上述内容可知,IGBT是非常关键的电子元器件,对于变频电源的正常运行有着至关重要的影响,采取保护措施是为了让IGBT能够正常工作,从而确保变频电源性能的有效发挥。常州市卡宴电子科技有限公司专业研发生产各种类型的变频电源,产品质量优异,性能稳定,运行状态良好,并且有完善的售后服务,欢迎有需要的客户致电咨询。


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