IGBT的驅動電路有什麼特點
什麼是IGBT?IGBT的驅動電路有什麼特點?以IGBT爲逆變管的變頻器的特點?
IGBT全稱是Insulated Gate Bipolar Transistor,絕緣柵雙極型晶體管,是由BIT(雙極型三極管)和MOS(絕緣柵型場效應管)組成的複合全控型電壓驅動型電力電子器件,本質上是一個場效應晶體管,只是在漏極和漏區之間多了一個P型層。功率模塊的好壞判斷主要是對功率模塊內的續流二極管的判斷。對於IGBT模塊還需判斷在有觸發電壓的情況下能否正常導通和關斷。將數字萬用表撥到二極管測試檔,測試IGBT模塊cl原el、c2原e2 之間以及柵極G 與el、e2 之間正反向二極管特性來判斷IGBT模塊是否完好。IGBT 的驅動電路有什麼特點?答:驅動電路的作用是將微處理器輸出的脈衝進行功率放大,以驅動IGBT,保證IGBT的可靠工作。驅動電路起着至關重要的作用,IGBT 驅動電路有以下基本特點:
(1)提供適當的正向和反向輸出電壓,使IGBT可靠的開通和關斷。
(2)提供足夠大的瞬態功率或瞬時電流,使IGBT能迅速建立柵控電場而導通。
(3)具有儘可能小的輸入輸出延遲時間,以提高工作效率。
(4)具有足夠高的輸入輸出電氣隔離性能,使信號電路與柵極驅動電路絕緣。
(5)具有靈敏的過流保護能力。以IGBT爲逆變管的變頻器的特點?答:以IGBT爲逆變管的變頻器的逆變電路與GTR 等其他逆變電路基本相同,但IGBT 逆變電路具有以下特點:
(1)載波頻率高。大多數變頻器的載波頻率可在(3耀15 kHz)的範圍內任意可調。載波頻率越高,電流的諧波成分越小。
(2)功耗減小。由於IGBT的驅動電路取用電流極小,幾乎不消耗功率。而GTR基極迴路取用電流常常是安培級的,消耗功率不可小視。
電流源逆變器(csi) - 變頻器_軟啓動器
國內市場上出現的產品中只有ab公司的.高壓變頻器,其他品牌的高壓變頻器以及全部低壓變頻器都不用這個csi方案,國內新出現一書,對此論述最多,這個方案在技術原理上有特點,爲了搞清楚他的內在實質,不妨探討一番,以便於和電壓源逆變器的性能比較。 csi的構造不同就是在整流後的中間直流環節用大電感平波,因而直流電流比較穩定,所以叫電流源型(但不是恆流)。
1、矩形波電流輸出 最早出現的線路方案是採用晶閘管的串聯二極管式即採用強迫換流,還有驅動同步電動機採用負載換流,由於當今市面上應用很少,這裏對線路原理不再介紹,下面只討論他的外部特性。在科技書籍裏介紹csi特點次數多的當推文獻,csi的主要特點如下:
(1) 中間直流電流基本無脈動,直流回路呈現高阻抗;
(2) 交流側輸出電流爲矩形波,與負載阻抗角無關;
(3) 交流側輸出電壓波形和相位決定於負載阻抗;
(4)當交流側爲阻感負載時需要提供無功功率,爲反饋無功能量,電流並不反向,因此不必像電壓型逆變器一樣要給開關器件反並二極管,直流側電感可以貯存與釋放無功能量;
(5) 同理,有功能量通過可控晶閘管橋可以反饋回交流電網,不要另設一套反饋到電網用逆變橋電路;
(6) 對觸發信號的要求:對直流鏈總是要求有電流流通路徑而不能開路,對交流側不能有短路路徑。 爲什麼輸出交流電流爲矩形波?因爲直流側有一個大電感,可以穩定直流電流(但不是恆流)。爲什麼輸出交流電壓波形決定於負載阻抗?這是因爲v=iz,這個式中的i是正向、反向都是120°寬的矩形波,(也可能是120°寬的凸字形波)z爲負載感抗,可以分解爲基波和特徵諧波。交流電流側的負載爲電動機,其負載特性爲阻感負載,對各次諧波而言,諧波感抗是基波感抗的h倍,h是特徵諧波次數例如5、7等等,但是要注意,直流側的大電感對各次諧波而言,相當於一個很大的電源內抗,在這個大電感上會有很大的諧波電壓降,結果,輸出的交流電壓波形雖不是正弦波,但也決不是矩形波,比較接近於正弦波,其原因應該是直流大電感上削去了大部分的諧波電壓。
2、pwm調製波輸出 被調製波的基波電流波形,由於是電流源所以爲矩形波,經過pwm調製後,電流波形的包絡線已初步接近正弦波,但免不了仍然有由調製頻率而產生的高頻電流波,他也會被中間直流環節的大電感所抑制,由於頻率高,受到的抑制作用更強,所以交流輸出不論是電流波還是電壓波都是接近正弦波,基本理由應該是大電感抑制特徵諧波成分和高頻成分的結果。 在高壓變頻器中,對電動機威協嚴重的除了輸出電壓幅值外主要是輸出交流電壓中的dv/dt,此高值的dv/dt,其本質就是高頻電壓成分,同上面分析的道理一樣,由於直流大電感的抑制作用,使dv/dt值大爲縮小。
3、輸出、輸入端電容的濾波作用 電流源逆變器脈寬調製(csi-pwm)輸出端都有一組並聯的電容器,此電容是爲了在換流過程中提供電流通路而設(因直流回路電感量很大,電流不能關斷而宜另找通路),此旁路電容對電流的諧波和高頻成分阻抗分別較小和更小,(同時並聯電容也流過不大的基波成分)因而同時也起了一定的濾波作用,使流向電動機的電流更靠近正弦波。同理,交流電源輸入端也需要一組並聯電容器,但它容易和電網系統內的電感產生lc串聯諧振,爲了避免揩振,產品廠家必須採抑制措施。
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