Kurrent eċċessiv tal-IGBT f'tagħmir ta ’muturi industrijali
Protezzjoni ta 'kurrent eċċessiv ta' IGBT
F'termini ta 'ħsara lill-proprjetà jew kunsiderazzjonijiet ta' sikurezza, il-protezzjoni tal-IGBT għal kundizzjonijiet ta 'kurrent eċċessiv hija ċ-ċavetta għall-affidabbiltà tas-sistema. L-IGBTs mhumiex komponent li ma jagħmilx ħsara. Jekk jonqsu, jistgħu jikkawżaw il-kapaċitatur tal-bus DC li jisplodi u jġiegħel lis-sewwieq kollu jaħdem ħażin. Protezzjoni ta 'kurrent eċċessiv tipikament tinkiseb permezz ta' kejl tal-kurrent jew sejbien ta 'desaturazzjoni. Il-Figura 2 turi dawn il-pariri.
Għall-kejl tal-kurrent, kemm id-driegħ ta ’l-inverter kif ukoll il-ħruġ tal-fażi jeħtieġu mezzi ta’ kejl bħalma huma reżistenzi tax-shunt biex jimmaniġġjaw ħsarat ta ’rimja u difetti tat-tkebbib tal-mutur. Iċ-ċirkwit tal-vjaġġ b'eżekuzzjoni mgħaġġla fil-kontrollur u / jew ix-xufier tal-bieb għandu itfi l-IGBT fil-ħin biex tipprevjeni li ċ-ċirkwit qasir jiflaħ il-ħin. L-akbar benefiċċju ta 'dan il-metodu huwa li jeħtieġ żewġ apparati tal-kejl fuq kull fergħa ta' l-inverter u huwa mgħammar biċ-ċirkwiti ta 'kondizzjonament u iżolament ta' sinjali rilevanti kollha. Dan jista 'jittaffa billi sempliċement iżżid shunt resistor mal-linja pożittiva DC bus u l-linja negattiva DC bus. Madankollu, f'ħafna każijiet, hemm jew resistors shunt tad-dirgħajn fl-arkitettura tas-sewwieq jew reżistenzi tal-fażi shunt biex iservu l-linja tal-kontroll tal-kurrent u jipprovdu protezzjoni ta 'kurrent eċċessiv tal-mutur; huma wkoll possibbli għall-protezzjoni ta 'kurrent eċċessiv ta' IGBT - sakemm il-ħin ta 'rispons għall-ikkundizzjonar tas-sinjal huwa mgħaġġel biżżejjed biex jipproteġi l-IGBT matul il-ħin meħtieġ ta' ċirkwit qasir li jiflaħ.
L-iskoperta tad-desaturazzjoni tuża l-IGBT innifsu bħala element tal-kejl kurrenti. Id-dajowds fl-iskematika jiżguraw li l-vultaġġ ta 'l-emittent kollettur IGBT huwa mmonitorjat biss miċ-ċirkwit tas-sens waqt it-tixrid; waqt operazzjoni normali, il-vultaġġ kollettur-emittent huwa baxx ħafna (tipikament 1V sa 4V). Madankollu, jekk iseħħ avveniment ta 'ċirkwit qasir, il-kurrent tal-kollettur IGBT jitla' għal livell li joħroġ l-IGBT mir-reġjun ta 'saturazzjoni u fir-reġjun operattiv lineari. Dan iwassal biex il-vultaġġ tal-kollettur-emittent jogħla malajr. Il-livelli ta 'vultaġġ normali deskritti hawn fuq jistgħu jintużaw biex jindikaw il-preżenza ta' ċirkwit qasir, filwaqt li l-livell ta 'limitu tal-vjaġġ ta' desaturazzjoni huwa tipikament fir-reġjun ta '7V sa 9V. Importanti, id-desaturazzjoni tista 'tfisser ukoll li l-vultaġġ gate-emitter huwa baxx wisq u l-IGBT mhux misjuq kompletament għar-reġjun ta' saturazzjoni. Oqgħod attent meta twettaq skjerament ta ’skoperta ta’ desaturazzjoni biex tevita li tinqata ’falza Dan jista 'jseħħ b'mod speċjali matul it-transizzjoni mill-istat IGBT off għall-IGBT fuq stat meta l-IGBT ma jkunx daħal kompletament fis-saturazzjoni. Il-ħin tat-tqattigħ huwa normalment bejn is-sinjal li jixgħel u l-ħin ta 'attivazzjoni ta' skoperta ta 'desaturazzjoni biex jiġu evitati sejbiet foloz. Kondensur ta 'ċċarġjar ta' sors kurrenti jew filtru RC huwa wkoll tipikament miżjud biex joħloq kostant ta 'żmien qasir fil-mekkaniżmu ta' skoperta biex jiffiltra l-ispurs tal-filtri kkawżat mill-ġbid tal-ħsejjes. Meta tagħżel dawn il-komponenti tal-filtru, huwa meħtieġ kompromess bejn l-immunità tal-istorbju u l-IGBT għal short-circuit jiflaħ il-ħin.
Wara li tinstab kurrent eċċessiv tal-IGBT, sfida oħra hija li l-IGBT tintefa f'livell kurrenti anormalment għoli. Taħt kundizzjonijiet normali ta 'tħaddim, ix-xufier tal-bieb huwa ddisinjat biex itfi l-IGBT malajr kemm jista' jkun biex jimminimizza t-telf tal-iswiċċjar. Dan jinkiseb permezz ta 'impedenza tas-sewwieq aktar baxxa u reżistenza għas-sewqan tal-bieb. Jekk tiġi applikata l-istess rata ta 'tifi tal-bieb għal kundizzjonijiet ta' kurrent eċċessiv, il-kollettur / emittent di / dt se jkun ħafna ikbar minħabba li l-kurrent ivarja ħafna f'perjodu iqsar ta 'żmien. L-induzzjoni parassitika taċ-ċirkwit tal-kollettur-emittent minħabba inductance stray tal-irbit tal-wajer u traċċi tal-PCB tista 'tikkawża livell ta' vultaġġ żejjed kbir jilħaq istantanjament l-IGBT (minħabba VLSTRAY = LSTRAY × di / dt). Għalhekk, huwa importanti li tkun ipprovduta triq ta 'impedenza għolja ta' tifi meta tintefa l-IGBT waqt avveniment ta 'desaturazzjoni, li jista' jnaqqas di / dt u kwalunkwe livell ta 'vultaġġ żejjed potenzjalment ta' ħsara.
Flimkien ma 'ċirkwiti qosra kkawżati minn ħsarat fis-sistema, inverter through-through istantanju jseħħ ukoll taħt kondizzjonijiet normali ta' tħaddim. F'dan iż-żmien, il-konduzzjoni tal-IGBT teħtieġ li l-IGBT jitmexxa għar-reġjun ta 'saturazzjoni fejn it-telf fil-konduzzjoni huwa l-aktar baxx. Dan normalment ifisser li l-vultaġġ gate-emitter fl-istat mixgħul huwa akbar minn 12V. It-tifi ta 'l-IGBT jirrikjedi li l-IGBT jiġi misjuq lejn ir-reġjun tal-cut-off attiv biex jimblokka b'suċċess il-vultaġġ għoli b'lura madwar l-IGBT fuq in-naħa għolja meta jinxtegħel. Fil-prinċipju, dan jista 'jinkiseb billi titbaxxa l-vultaġġ ta' l-IGBT gate-emitter għal 0V. Madankollu, l-effetti sekondarji tat-transistor low-end fuq id-driegħ tal-inverter meta jinxtegħel għandhom jiġu kkunsidrati.
Bidla mgħaġġla fil-vultaġġ fil-punt ta 'swiċċjar matul it-tidwir tikkawża l-kurrent indott tal-kapaċita' li jgħaddi mill-kapaċita 'parassitika Miller gate-collector-IGBT tarf baxx (CGC fil-Figura 3). Dan il-kurrent jgħaddi minn ġot-xufier tal-bieb ta 'ġenb baxx (ZDRIVER fil-Figura 3) biex itfi l-impedenza, u joħloq żieda ta' vultaġġ temporanju fl-emitter ta 'gate IGBT ta' ġenb baxx, kif muri. Jekk il-vultaġġ jogħla 'l fuq mil-limitu ta' vultaġġ IGBT VTH, jikkawża tidwir fil-qosor ta 'l-IGBT fuq in-naħa l-baxxa, li jirriżulta fi driegħ ta' inverter temporanju jgħaddi - minħabba li ż-żewġ IGBTs jinxtegħlu fil-qosor. Dan ġeneralment ma jeqirx l-IGBT, iżda jista 'jżid il-konsum tal-enerġija u jaffettwa l-affidabbiltà.
B'mod ġenerali, hemm żewġ modi kif tissolva l-problema ta 'konduzzjoni induttiva tal-inverter IGBT - bl-użu ta' provvista ta 'enerġija bipolari jew ta' klamp addizzjonali tal-Miller. L-abbiltà li taċċetta provvista bipolari fuq in-naħa iżolata tax-xufier tal-bieb tipprovdi marġini addizzjonali għal transjenti vultaġġi indotti. Pereżempju, linja negattiva ta '–7.5V tindika li transient ta' vultaġġ indott ta 'aktar minn 8.5V huwa meħtieġ biex jagħmel sens ta' konduzzjoni artifiċjali. Dan huwa biżżejjed biex tiġi evitata konduzzjoni tat-toroq. Metodu ieħor huwa li titnaqqas l-impedenza tat-tifi taċ-ċirkwit tas-sewwieq tal-bieb għal perjodu ta 'żmien wara li titlesta t-transizzjoni tat-tifi. Dan jissejjaħ iċ-ċirkwit tal-morsa tal-Miller. Il-kurrent abilità issa jgħaddi miċ-ċirkwit tal-impedenza aktar baxxa, li min-naħa tiegħu jnaqqas il-kobor tal-vultaġġ li jgħaddi. L-użu ta 'reżisters tal-bieb assimetriku għat-tidwir u t-tifi jipprovdi flessibilità addizzjonali għall-kontroll tar-rata tal-iswiċċjar. Dawn il-funzjonijiet kollha tas-sewwieq tal-bieb għandhom impatt pożittiv fuq l-affidabbiltà u l-effiċjenza tas-sistema ġenerali.
Jekk trid tixtri magna li tipproċessa l-ikel, jekk jogħġbok oqgħod attent għall-mutur li jipproċessa l-ikel.
