مدار کوتاه IGBT در سیستم و محافظت از آن ، IgbtModule

روش از لوله فوقانی و پایین از طریق محافظت می کند.

IGBT محافظت از فتوکول با تشخیص ولتاژ CE به دست می آید و با توجه به رابطه بین V CE و IC ، هنگامی که IC به سرعت بالا می رود ، VCE پیگیری می شود. و سیگنال خطا را به DSP ارسال کنید ، کل فرآیند به طور کلی بین 5 تا 10us است. از آنجا که چنین محافظتی بسیار حساس است و از دقت ضعیفی برخوردار است ، فقط برای محافظت از اتصال کوتاه مناسب است. شکل 2 نمودار VCE و IC را نشان می دهد از GD200HFL120C2S. با افزایش VCE ، افزایش IC در حال افزایش است. IC AT + 7V در واقع بسیار فراتر از جریان اتصال کوتاه ماژول است. هنگامی که تست مدار کوتاه پویا ، L ، VG ، TR ، TF و سایر پارامترها کنترل دقیق و پایدار دارند و جریان به طور کلی در 8-10 کنترل می شود Times IC ، همانطور که در شکل 3 نشان داده شده است. با این حال ، مدار کوتاه روی سیستم آزمایش می شود و جریان اغلب به دلیل ویژگی های سوئیچ ، بار مدار و تداخل بیشتر می شود.

محافظت از اتصال کوتاه مشترک برای هدایت اتصال نوری

(i) PC929

PC929 یک اتصال نوری متداول در صنعت اینورتر است ، با عملکرد محافظت از مدار کوتاه (PC923 بدون محافظت). از آنجا که جریان اوج خروجی آن تنها 0.4A است ، برای رانندگی IGBT باید در قسمت عقب تقویت شود. جریان زیادی از ماژول که PC 929 می تواند رانندگی کند بستگی به انتخاب لوله دارد. تا زمانی که PC929 بتواند لوله را تحت فشار قرار دهد و لوله بتواند IGBT را تحت فشار قرار دهد ، می توان به آن دست یافت.

شکل 3 مدار حفاظت داخلی PC929 را نشان می دهد:

1 ، هنگامی که IGBT خاموش شد ، ولتاژ C 9 فوت به صفر کشیده می شود.

2. هنگامی که IGBT روشن شد ، VCC CP را از طریق RC شارژ می کند ، با ولتاژ شارژ بیش از + 7 ولت و انتقال O2

با خاموش کردن نرم ، FS همزمان CPU سیگنال خطا را ارسال می کند ، FS در سطح پایین مؤثر است و سرعت شارژ CP توسط RC و CP تعیین می شود.

3. هنگامی که IGBT خاموش شد ، C به سرعت پایین کشیده می شود و سرعت پایین بسیار بیشتر از سرعت IGBT است.

بسیاری از افراد منعکس می کنند که PC 929 مستعد سوءاستفاده است ، اما مکانیسم سوء رفتار کاملاً مشخص نیست. برخی فکر می کنند که زمان حفاظت خیلی کوتاه است ، در حالی که برخی دیگر فکر می کنند افت فشار IGBT بسیار بزرگ است. پس بیایید در مورد دلیل عدم موفقیت PC 929 بحث کنیم ، که برای طراحی مدار حفاظت از IGBT بسیار مهم است.

از نظر تئوری ، هرچه VCE (SAT) بزرگتر باشد ، IGBT سریعتر به ولتاژ محافظت + 7 ولت در منطقه خطی می رسد ، که صحیح است ، اما علت سوء رفتار نیست. مقدار IC مربوط به افت فشار اشباع + + 7 ولت به مراتب بیشتر از افت فشار اشباع حداکثر جریان اضافه بار است ، در حالی که افت فشار تراشه عمومی فقط زیر 1 ولت است و این شکاف باعث سوءاستفاده در حالت مدار غیر کوتاه نمی شود.

هنگامی که IGBT به طور عادی افتتاح می شود ، دلیل اصلی خطای عدم محافظت ، زمان سقوط IGBT و زمان شارژ C p است. شکل 4 را ببینید.

منبع تغذیه VCC با ولتاژ شارژ UCP ، CP را از طریق RC شارژ می کند.

اگر VCE در طول یک مسیر پایین بیاید ، قبل از رسیدن UCP + 7 ولت ، VCE زیر + 7 ولت کاهش یافته است ، ولتاژ 9 فوت در بالای + 7 ولت ظاهر نمی شود.

اگر VCE از مسیر C پایین بیاید ، پس از رسیدن UCP به + 7 ولت ، VCE هنوز بالاتر از 7 ولت است ، آنگاه تشخیص ولتاژ 9 فوت در بالای 7 ولت ، محافظت از مدار کوتاه پرش ظاهر می شود.

نتیجه گیری: برای جلوگیری از باز کردن عمل خطای ، می توانید زمان شارژ یا سرعت باز را کمی سریعتر تمدید کنید.

(2) 316J

316J همچنین به طور گسترده ای برای اتصال IGBT و اتصال نوری با تشخیص VCE استفاده می شود. بزرگترین تفاوت از PC929 در این است که 316J قادر است ما ماژول 150A را بدون نیاز به لوله ها هدایت کند. از نظر مکانیسم محافظت ، همچنین بسیار شبیه به PC929 است. شکل 5 را ببینید: هنگامی که IGBT خاموش است ، Desat (14) از طریق MO SFET با سرعت بالا به زمین کشیده می شود ، MOSFET پس از باز شدن IGBT خاموش می شود و 14 پا از طریق منبع جریان داخلی و خازن و ولتاژ شارژ می شود. افزایش بیش از + 7 ولت و 316J Protects.pc929 در حال شارژ خازن با VCC از طریق مقاومت است. 316J مستقیماً از طریق منبع جریان داخلی خازن را شارژ می کند. از آنجا که خازن با منبع جریان ثابت شارژ می شود ، زمان شارژ نیز می تواند با دقت بیشتری محاسبه شود:

t = cv / i ، c = 100p را انتخاب کنید

t = 100p *7v /250u a = 2.8us

این بدان معنی است که VCE باید زیر + 7 ولت در 2.8us کاهش یابد ، یا به تأخیر می افتد.

نمودار 6

معرفی آزمایش محافظت از اتصال کوتاه

حفاظت از مدار کوتاه را می توان با توجه به فرم مدار کوتاه ، مدار کوتاه ، به مدار کوتاه متناوب تقسیم کرد. حفاظت را می توان در هر موقعیتی از مدار تشخیص داد ، البته اثر یکسان نیست. ما به طور کلی تصمیم گرفتیم که v ce را تشخیص دهیم

ولتاژ ، زیرا نسبتاً مؤثر و قابل اعتماد است.

در آزمون محافظت از مدار کوتاه فاز صنعت اینورتر ، اولین مدار کوتاه پس از عمل و اولین بار بعد از مدار کوتاه وجود دارد. شرایط مدار کوتاه سابق نسبتاً مجرد است ، خروجی مدار کوتاه بوده است ، هنگامی که سیگنال باز می آید ، جریان شروع به افزایش می کند. شرایط دوم پیچیده تر است ، هنگامی که سیستم در حال اجرا است ، موقعیت مدار کوتاه می تواند در هر نقطه از چرخه کار باشد ، بنابراین شکل موج هر مدار کوتاه نیز بسیار متفاوت است. بنابراین ، کدام جریان محافظ بیشتر است؟ در سیستم ، ما دریافتیم که مدار کوتاه در حین کار ، جریان می تواند بیشتر عجله کند ، زیرا مدار کوتاه هنگام باز شدن IGBT ، VG بزرگتر می شود و I C در منطقه خطی عمدتاً تحت تأثیر VG قرار می گیرد.

i r es = c r es *dv /dt

△ vg = ires*(rg+ri nt)

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

شکل 7 شکل موج اتصال کوتاه را در تستر پویا اندازه گیری می کند. ما می دانیم که پس از افزایش من SC به طور پیوسته ، توسط خود تراشه محدود می شود. ولتاژ دروازه VG در کل فرآیند بسیار مختل نشده است.

شکل 8 شکل موج کوتاه ماژول 1200V / 50A را در مبدل فرکانس نشان می دهد.

- -T 1: DV / DT به طور مداوم بر V G ؛ I SC در حال افزایش است ، شیب توسط سلف بار انگلی L ، ISC = K (VG-VTH) 2 تعیین می شود

- -T2: توقف DV / DT بر VG تأثیر می گذارد ، VG کاهش می یابد و ISC با VG کاهش می یابد.

- -T3: VG پایدار است و ISC پایدار است.

- -t4: igbt خاموش ، ISC کاهش یافته ، vce = vdc + di / dt * lbus ، بنابراین ولتاژ بیش از حد.