电子工程专辑
UBM China

用增强型隔离DC/DC转换器来延长IGBT使用寿命

上网日期: 2014年11月03日 ?? 作者: Bianca Aichinger ?? 我来评论 字号:放大 | 缩小 分享到:sina weibo tencent weibo tencent weibo


打开微信“扫一扫”,打开网页后点击屏幕右上角分享按钮

1.扫描左侧二维码
2.点击右上角的分享按钮
3.选择分享给朋友

关键字:IGBT? DC/DC转换器? 开关? IGBT转换器?

IGBTS是电源中的一个核心部分,其主要特点是开关速度快,通常应用于逆变器或电机控制系统。一般IGBTS的驱动电路由体积小、效率高的DC/DC转换器组成,因此转换器在系统中起着至关重要的。

由于IGBT小电流转换大功率的能力,在电源中已是不可或缺的一部分。在不同类型的电路应用中,IGBT已成了首选的解决方案,如变频器。随着电力费用的不断上涨,变频器可以有效地提高工厂生产效率。其主要作用是调节三相异步电机的转速。由于发动机的转速取决于电网的频率,所以可以通过改变电网频率从而改变发动机的转速。


标准变频器的设计

变频器主要由三部分组成:整流、滤波及逆变(如图1所示)。首先将三相供电电源经全波整流转变为直流脉冲,然后经滤波电容平滑滤波。最后经逆变器调节输出电压及输出频率。而逆变器主要由六个IGBT组成,两个一组形成三个支流回路,然后通过对滤波之后的电压用脉宽调制方法(pulse width modulation, PWM)调节逆变器输出。

用增强型隔离DC/DC转换器来延长IGBT使用寿命(电子工程专辑)
图1:变频器原理图

IGBT驱动

IGBT由集成驱动电路对其提供电源并加以控制,而驱动电路相对于输入部分则是独立的,因此需要进行电气隔离,光耦一般作为控制信号的隔离。对于IGBT的供电电源,通常由两个增强型隔离DC/DC转换器提供。

IGBT结合了MOSFET的高输入阻抗以及双极型三极管的低导通压降的特性,且可被小电流控制。由于IGBT导通时,在集电极-发射极之间有很小的压降,损耗很低,因此作为切换高压和大电流,IGBT是最理想的选择。在IGBT导通的过程中,栅极电容充电越快越好,但是这也会导致短时间的电流尖峰。栅极电阻RG则限制了在可接受的di/dt条件下最长允许导通时间。当IGBT关断时,栅极电容放电越快越好,这可以用适当的控制电压VG-达成。当使用对称电源为IGBT供电,+15V作为其导通电压,则关断电压VG-为-15V。如果栅极电压下跌太快,设备的器件会承受很大的电压尖峰。为了保护部件,通常会在关断时需要降低控制电压,并且还要在可接受的dv/dt条件下迅速放电,由测试发现-9V是一个比较合适的关断电压。由图2所示的IGBT的导通和关断的电流和电压曲线可知,不同的关断电压,对IGBT性能影响有明显区别。所以工程师可以有两种选泽:使用简单对称式±15V的转换器;或者为了更好的性能选择费用高、体积大的两个转换器,为其提供+15V和-9V。

用增强型隔离DC/DC转换器来延长IGBT使用寿命(电子工程专辑)
图2:IGBT开关;右边是电流和电压开关的曲线图。降低关断电压至可接受的dv/dt负载的优势是十分显著的。

IGBT转换器作为市场上的新型产品,因其具有非对称双输出+15V和-9V,所以非常适合作为IGBT的驱动电路(如图3所示),并且还可以满足体积小、节省成本的要求。

用增强型隔离DC/DC转换器来延长IGBT使用寿命(电子工程专辑)
图3:在IGBT的控制阶段(图1的IAS)中,控制电路(蓝色)和电源电路(红色)是完全分开的


1???2?下一页?最后一页





我来评论 - 用增强型隔离DC/DC转换器来延长IGBT使用寿命
评论:
*? 您还能输入[0]字
分享到: 新浪微博 qq空间
验证码:
????????????????
?

关注电子工程专辑微信
扫描以下二维码或添加微信号“eet-china”

访问电子工程专辑手机网站
随时把握电子产业动态,请扫描以下二维码

?

5G网络在提供1Gbps至10Gbps吞吐量方面具有很好的前途, 并且功耗要求比今天的网络和手机都要低,同时还能为关键应用提供严格的延时性能。本期封面故事将会与您分享5G的关键技术发展,以及在4G网络上有怎样的进步。

?
?
有问题请反馈
推荐到论坛,赢取4积分X