دائرة قصيرة من IGBT في النظام وحمايته ، IGBTModule

الطريقة تحمي الأنابيب العلوية والسفلية من خلال.

يتم تحقيق الحماية الضوئية IGBT من خلال اكتشاف جهد CE ، ووفقًا للعلاقة بين V CE و IC ، عندما ترتفع IC بسرعة ، فإن VCE تتابع. وإرسال إشارة الخطأ إلى DSP ، تكون العملية بأكملها عمومًا بين 5 و 10us. لأن هذه الحماية حساسة للغاية ولديها دقة سيئة ، فهي مناسبة فقط لحماية الدائرة القصيرة. الشكل 2 يوضح مخطط VCE و IC من GD200HFL120C2S. مع ظهور VCE ، تزداد زيادة IC. إن IC AT + 7V في الواقع يتجاوز في الواقع تيار الدائرة القصيرة للوحدة. عند إجراء اختبار الدائرة القصيرة الديناميكية ، L ، VG ، TR ، TF وغيرها من المعلمات تحكم صارم ومستقر ، والتيار يتم التحكم فيه بشكل عام في 8-10 Times IC ، كما هو مبين في الشكل 3. ومع ذلك ، يتم اختبار الدائرة القصيرة على النظام ، وغالبا ما يرتفع التيار بسبب خصائص التبديل ، وحمل الدائرة والتداخل.

حماية شائعة للدائرة القصيرة لدفع الاقتران البصري

(ط) PC929

PC929 هو اقتران بصري مشترك في صناعة العاكس ، مع وظيفة حماية الدائرة القصيرة (PC923 دون حماية). نظرًا لأن تيار الذروة الناتج هو 0.4A فقط ، يجب تضخيم IGBT عالية الطاقة في النهاية الخلفية لدفع IGBT.How التيار الذي يمكن أن يقوم به الكمبيوتر 929 الذي يمكن أن يقوده على اختيار الأنبوب. طالما أن PC929 يمكن أن يدفع الأنبوب ويمكن أن يدفع الأنبوب IGBT ، ثم يمكن تحقيقه.

يوضح الشكل 3 دائرة الحماية الداخلية PC929:

1 ، عند إيقاف تشغيل IGBT ، يتم سحب الجهد C 9 أقدام إلى الصفر.

2. عندما يتم تشغيل IGBT ، تقوم VCC بشحن CP من خلال RC ، مع تجاوز جهد الشحن + 7V ، ونقل O2

مع الإيقاف الناعم ، ترسل FS وحدة المعالجة المركزية إشارة الخطأ في نفس الوقت ، تكون FS فعالة في المستوى المنخفض ، ويتم تحديد سرعة الشحن لـ CP بواسطة RC و CP.

3. عند إيقاف تشغيل IGBT ، يتم سحب C بسرعة لأسفل ، وتكون السرعة لأسفل أكبر بكثير من سرعة IGBT.

يعكس الكثير من الناس أن الكمبيوتر الشخصي 929 عرضة لسوء التصرف ، لكن آلية سوء التصرف ليست واضحة للغاية. يعتقد بعض الناس أن وقت الحماية قصير للغاية ، بينما يعتقد آخرون أن انخفاض ضغط IGBT كبير جدًا. ثم نناقش السبب وراء سوء فهم PC 929 ، وهو أمر مهم للغاية لتصميم دائرة الحماية لـ IGBT.

من الناحية النظرية ، كلما زاد حجم VCE (SAT) ، تصل IGBT بشكل أسرع إلى جهد الحماية + 7 فولت في المنطقة الخطية ، وهو أمر صحيح ، ولكن ليس سبب سوء التشغيل. 7V أكبر بكثير من انخفاض ضغط التشبع في الحد الأقصى لتيار التحميل الزائد ، في حين أن انخفاض ضغط الشريحة العامة أقل فقط من 1V ، ولن تسبب هذه الفجوة سوءًا في حالة الدائرة غير القصيرة.

عندما يتم فتح IGBT بشكل طبيعي ، فإن السبب الرئيسي لخطأ سوء الحماية هو وقت V CE عند فتح IGBT ، ووقت الشحن C P. انظر الشكل 4.

يتقاضى مزود الطاقة VCC CP من خلال RC ، مع جهد الشحن من UCP.

إذا سقطت VCE على طول المسار ، فقد انخفض VCE عن + 7 فولت قبل أن يصل UCP إلى + 7V ، فإن الجهد البالغ طوله 9 أقدام لا يظهر فوق + 7V.

إذا انخفض VCE أسفل المسار C ، فإن VCE لا يزال أعلى من + 7 فولت عندما يصل UCP إلى + 7V ، فإن اكتشاف الجهد 9 أقدام سيظهر أعلى + 7 فولت ، حماية القفزة القصيرة.

الخلاصة: من أجل تجنب فتح إجراء الخطأ ، يمكنك تمديد وقت الشحن أو فتح سرعة أسرع قليلاً.

(2) 316J

يستخدم 316J أيضًا على نطاق واسع في اقتران IGBT والبصري مع الكشف عن VCE. الفرق الأكبر من PC929 هو أن 316J قادرة على قيادة وحدة 150A مباشرة دون الحاجة إلى أنابيب. في آلية الحماية ، تشبه إلى حد كبير PC929. انظر الشكل 5: عند إيقاف تشغيل IGBT ، يتم سحب Desat (14) إلى الأرض من خلال Mo SFET عالي السرعة ، يتم إيقاف تشغيل MOSFET بعد فتح IGBT ، ويتم شحن 14 قدمًا من خلال المصدر الحالي والمكثف الجهد والجهد يزيد أكثر من + 7V و 316J Protects.pc929 يشحن المكثف مع VCC من خلال المقاومة ؛ 316J يشحن مباشرة المكثف من خلال المصدر الحالي الداخلي. نظرًا لأن المكثف مشحون بمصدر تيار ثابت ، يمكن أيضًا حساب وقت الشحن بشكل أكثر دقة:

t = cv / i ، حدد c = 100p

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

هذا يعني أن VCE يجب أن ينخفض ​​إلى أقل من + 7V خلال 2.8us ، أو سيتم تأخيره.

الرسم البياني 6

إدخال تجربة حماية الدائرة القصيرة

يمكن تقسيم حماية الدائرة القصيرة إلى دائرة قصيرة بديلة وفقًا لشكل الدائرة القصيرة ، الدائرة القصيرة النسبية. ولكن بغض النظر عن نوع الدائرة القصيرة ، للحصول على تدفق حالي ، يجب أن تشكل حلقة ، لذلك في تصميم ماسورة قصيرة يمكن اكتشاف الحماية في أي موضع للدائرة ، بالطبع ، التأثير ليس هو نفسه. لقد اخترنا عمومًا اكتشاف v ce

الجهد ، لأنه فعال نسبيا وموثوقا.

في اختبار حماية الدائرة القصيرة للمرحلة القصيرة في صناعة العاكس ، يوجد أول دائرة قصيرة بعد التشغيل وتشغيلها لأول مرة بعد دائرة قصيرة يبدأ في الارتفاع تكون الحالة الأخيرة أكثر تعقيدًا ، عندما يتم تشغيل النظام ، يمكن أن يكون موضع الدائرة القصير في أي وقت من دورة العمل ، وبالتالي فإن الشكل الموجي لكل دائرة قصيرة يختلف تمامًا. لذا ، أي تيار وقائي أكبر؟ بعد الاختبار على النظام ، وجدنا أن الدائرة القصيرة أثناء التشغيل ، يمكن أن يسرع التيار أعلى ، لأن الدائرة القصيرة عند فتح IGBT ، يتم رفع VG بشكل أكبر ، ويتأثر I C في المنطقة الخطية بشكل أساسي بـ VG.

I r es = c r es *dv /dt

△ vg = ires*(rg+ri nt)

I C = K (V G -V TH) 2

يوضح الشكل 7 الشكل الموجي للدائرة القصيرة المقاسة على الاختبار الديناميكي. نجد أنه بعد ارتفاع I SC بشكل مطرد ، فإنه يقتصر على الشريحة نفسها. لم يكن الجهد الجهد VG منزعجًا إلى حد كبير خلال العملية بأكملها.

يوضح الشكل 8 الشكل الموجي للدائرة القصيرة لوحدة 1200V / 50A على محول التردد.

- -t 1: DV / DT يؤثر بشكل مستمر على V G ؛ أنا في الارتفاع ، يتم تحديد المنحدر بواسطة محث الحمل الطفيلي L ، ISC = K (VG-VTH) 2

- -T2: يؤثر توقف DV / DT على VG ، و VG ينخفض ​​، وينقص ISC مع VG.

- -T3: VG مستقر و ISC مستقرة.

- -T4: IGBT OFF ، ISC مخفضة ، VCE = VDC + DI / DT * LBUS ، لذلك تجاوز الجهد.