变频器和逆变器常用的驱动电路(二)
上篇文章介绍了变频器逆变器常用的外围驱动电路部分,主要介绍了M和EXB,这两种驱动模块都是用的比较多且技术方案比较早期的因此存在一个问题就是芯片体积比较大不利于结构紧凑的应用,因此也有相当一部分厂家采用的是贴片式IC为核心来设计IGBT的外围驱动电路的。这其中典型的应用有AJ、AJ等驱动光耦以及concept公司的2SD集成驱动模块。
由AJ构成的驱动模块
图1AJ驱动光耦
上图是AJ的实物图片,采用的是双列16脚贴片事封装结构,由J构成的驱动电路具有电路结构简单维修方便的特点下图2是J的一个典型应用电路。J的引脚功能如下:
1,2脚为驱动信号输入端3,4脚为芯片工作电压,3脚为+5V,4脚为地5脚为复位信号,高电平有效,为低时芯片停止输出6脚为故障输出端,正常时为高电平输出。14脚为过流检测端。11脚为驱动信号输出。12.13脚为驱动正向电压供给端9.10脚为驱动负向电压供给端16脚为驱动电压中性点
图2J构成的典型应用电路图3由AJ构成的逆变驱动板
上图是一片由J构成的逆变器驱动板实物,在调试由J构成的IGBT驱动电路的时候要注意以下静态测试方法
A、此时输入侧电路3、4脚之间有+5V的供电引入;1脚信号输入端为接近0V的低电平。5、6脚为接近+5V的高电平。
B、若测得OC信号输出脚6脚,为1V以下低电平,加热焊点,用细钢针挑开AJ的6脚与线路板的连接,原测量点电压上升为+5V,说明6脚内部DMOS管子短路,更换AJ。测量点仍为低电平,检查AJ的6脚至CPU引脚的相关电路,直到6脚电压值恢复+5V的正常值为止;
C、若测得RST信号输入脚5脚为1V以下低电平,加热焊点,用针挑开5脚与线路板的连接,原测量点电压上升为+5V,说明A的5脚内部电路损坏,更换AJ;仍为低电平,检查CPU主板电路。
D、先检查+15V、-7.2V的驱动供电电源是否正常。若无负压,检查稳压电路并排除;测的输出电压偏低,A有异常温升,脱开栅极电阻,供电电压正常,为模块内部IGBT的G、E结漏电损坏,更换模块;供电电压仍低,挑开A的12/13脚,供电电压恢复为正常值,更换AJ;
E、测量UG、UE端子电压应为-7V左右。测得负压仅为3V以下,测得栅极电阻上有电压降,说明模块内部IGBT的G、E结漏电损坏,更换逆变模块;测得栅极电阻上电压降为0V,更换AJ;
掌握以上方法在处理由J或者J等构成的IGBT外围驱动电路的时候会起到事半功倍的效果。
2SD驱动模块
此种集成驱动模块的用法跟A16J差不多,但是因为采用了一个隔离驱动变压器模块所以驱动能力比单纯的用J搭建的驱动电路要强,遇到IGBT短路炸机等或者IGBT短路的情况会起到很好的保护主板的作用。
图42SD驱动模块图5由2SD驱动模块构成的典型电路
2SDA的内部电路主要可分为三大功能模块,如下图6所示。第一块是LDI(LogicToDriverInterface,逻辑驱动转换接口),它主要用于接收“控制侧”的PWM信号,经过处理后传送给下一级;第二块是IGD(IntelligentGateDriver,智能门极驱动),它通过高频隔离变压器从上一级(LDI)接收控制信号,经放大等处理后输出±15V/±15A(瞬时电流)的驱动信号,用于“驱动侧”大功率IGBT的控制,每只2SDA内部包含两个IGD模块;第三块是输入与输出相互绝缘的DC/DC转换器,它的主要功能是给两路输出通道提供彼此隔离的供电。图中的VDD和VDC都为+15V,分别为控制侧输入电路和DC/DC转换器供电,驱动模块使用单一的15V电源产生+15V和-15V电压,用于驱动外部IGBT。它采用变压器耦合隔离,工作频率可高于kHz,输入输出间交流耐压可达V。
图62SD的功能图
在调试由2SD构成的驱动电路的时候要注意以下问题:
驱动模块都包括一个DC/DC转换器,为各个驱动通道提供工作电压。因此驱动器只需要一个稳定的15V直流电压。驱动器的每个通道都有VCE监测电路。一旦检测出VCE或欠压故障,VCE检测电路的门限电压(9V)被超出,模块立即产生关断信号,驱动板即开始分2个阶段关闭功率管(具备软关断功能),不再接收驱动信号,“故障”信息反馈给LDI,并通过状态输出SOX。于是驱动器不再接受任何驱动信号,直到“封锁”时间过去。
以上就是今天介绍的主要内容,关于IGBT的驱动电路部分的介绍暂时告一段落,事实上驱动电路的分析和故障排查技巧的方法都是相同的,实际电路的功能也是大同小异我们在掌握了一种电路结构之后对于同类型的电路学习起来也会更顺手。
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