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如何解读带载IGBT模块的驱动波形问题?添加时间:2020-06-19

驱动波形一直是工程师们在做测试时一直非常关注的重要参考依据。本文中所讲解的电路是全桥移相加降频控制电路,其使用的是STM32R103单片机,驱动电路用PC929隔离驱动典型应用。在这里提出了测试时展现出的波形差异,并提出合理的成因及需要注意的事项。

 

电路描述

 

电路是全桥移相加降频控制。STM32R103单片机,驱动电路用PC929隔离驱动典型应用。输出功率在60KW。工作频率在15-20K,开关电源是单项380V输入,uc2844为开关电源。产品测试没有做直通实验。负载是电磁加热线圈电感量在200左右。一般测试满载下工作1分钟,20KW下间断工作30分钟。现在的问题是使用一段时间2个月陆续出现IGBT门极击穿,上管的超前臂软击穿。

 

IGBT模块的驱动波形,带载情况下,开关电源540V,左图是用80UF电容滤波带差模线圈,右图是8UF滤波加双共模电感,我们可以了解到,波形的下方震荡幅度不一样跟纹波电压无关。

wps1.jpg

 三相改成单相供电,纹波非常大,整流滤波后几乎是曼头波。因此这个波形是电路阻抗及磁路阻抗都没有达到最佳的匹配,才会造成这种情况。

wps2.jpg 

 上图为UCE的波形,图中红线圈出的地方显示进入了容性区,所以管子会击穿,这表明电路在保护有问题。一旦进入容性区要立即关激励,并且显示故障状况。进入容性区是否就代表LC的谐振频率比LC工作的频率小,而不是相等或者在感性区。另外我们需要注意的是开机没有慢起动,又没有频率跟踪,如果有了这二项,就会跟踪到谐振点上,不会进入容性区,只是功率不同而已。感应加热设计时要把各种可能的问题都考虑进去,包括用户的各种违规操作和不规范检修、接错IGBT的驱动等等。这样机器出厂后才能保证五到十年内不会损坏主机的主要器件,如功率模块和三相整流桥。

 

小结

 

驱动输出最大电流0.4A不足以驱动300A的模块;主机需要通过电磁兼容性的设计;过流保护需要验证具体的动作值以保护管子。