本实用新型属于智能功率模块保护电路技术领域,涉及一种ipm模块短路检测电路。背景技术:ipm(intelligentpowermodule),即智能功率模块,不仅把功率开关器件和驱动电路集成在一起。而且其内部还集成有过电压,过电流和过热等故障检测电路,并可将检测信号送到cpu。它由高速低功耗的管芯和优化的门极驱动电路以及快速保护电路构成。即使发生负载事故或使用不当,也可以保证ipm自身不受损坏。近年来,ipm模块已经在汽车电子、机车牵引和新能源等各个领域获得广泛的应用。随着ipm模块在各个领域的进一步应用,对ipm模块的及其应用的要求也进一步提高,由于大功率ipm模块通常工作在高压大电流的条件下,在系统运行的过程中,ipm模块会出现短路损坏的问题,严重影响其应用。因此,ipm模块的短路检测是其中的一项关键技术。由于ipm模块的开关速度越来越快,ipm模块发生短路时的电流是额定电流的4-6倍,如果不能快速的检测到短路故障,保护电路不能***时间进行器件保护,这将不可避免的导致ipm模块发生损坏,所以对ipm模块进行短路监测的精度要求肯定越来越高,而传统的ipm模块退饱和检测法的劣势将会越来越明显,由于设置的基准电压不准确更有可能导致退饱和短路检测方法下的误动作。 每个IGBT的额定电压和电流分别为1.7kV和1.4kA。贵州贸易IGBT模块生产厂家
这个话题的起因,是神八兄送了我几个大电流IGBT模块,有150A的,也有300A的,据说功率分别可以做到10KW和20KW以上,也是挡不住的诱惑,决定来试一试。但首先必须做一块能驱动这些大家伙的驱动电路板。经和神八兄多次商量后,决定还是用EG8010芯片,理由是:这款SPWM芯片价格便宜,功能很多,性能比较好,特别稳压特性很好。但是,用8010来驱动IGBT模块,也有二个问题需要解决:***个问题:8010的**大死区时间只有,而这些大模块,因为输入电容比较大,需要有比较大的死区时间,有时可能要放大到3US以上,才能安全工作。为了解决这个问题,我把8010的输出接法做了较大的改进,先把8010输出的4路用与门合并成2路,做成象张工的22851093这样的时序,再把二路SPWM分成4路,用与非门做成硬件死区电路,这样,死区时间就不受8010内建死区的限止了,可以随意做到几US。这样的接法,还有一个**的好处,就是H桥的4个管子功耗是平均的,不会出现半桥热半桥冷的现象。第二个问题:因为IGBT模块的工作频率都比较低,一般要求在20K以下,但8010的载波频率比较高,神八兄经过实险和计算,决定用下面方式来解决,把原先8010用的12M晶振,改为10M晶振,这样,载频就降到。 内蒙古国产IGBT模块销售在程序操纵下,IGBT模块通过变换电源两端的开关闭合与断开,实现交流直流电的相互转化。
智能功率模块(IPM)是IntelligentPowerModule的缩写,是一种先进的功率开关器件,具有GTR(大功率晶体管)高电流密度、低饱和电压和耐高压的优点,以及MOSFET(场效应晶体管)高输入阻抗、高开关频率和低驱动功率的优点。而且IPM内部集成了逻辑、控制、检测和保护电路,使用起来方便,不*减小了系统的体积以及开发时间,也**增强了系统的可靠性,适应了当今功率器件的发展方向——模块化、复合化和功率集成电路(PIC),在电力电子领域得到了越来越***的应用。中文名智能功率模块外文名IPM概念一种先进的功率开关器件全称IntelligentPowerModule目录1IPM结构2内部功能机制3电路设计智能功率模块IPM结构编辑结构概念IPM由高速、低功率的IGBT芯片和推荐的门级驱动及保护电路构成,如图1所示。其中,IGBT是GTR和MOSFET的复合,由MOSFET驱动GTR,因而IGBT具有两者的优点。IPM根据内部功率电路配置的不同可分为四类:H型(内部封装一个IGBT)、D型(内部封装两个IGBT)、C型(内部封装六个IGBT)和R型(内部封装七个IGBT)。小功率的IPM使用多层环氧绝缘系统,中大功率的IPM使用陶瓷绝缘。
发射机的调制器往往只能采用刚性开关调制器。刚性开关调制器又称刚管调制器,刚管调制器因其调制开关可受控主动关断而得名。因此,采用这种调制器发射机脉宽可实现脉间变化。IGBT属于场控功率管,具有开关速度快、管压降小等特点,在刚管调制器中得到越来越***的应用,但其触发电路设计以及单只IGBT有限的电压和电流能力是其推广应用的难点。方案采用IGD515EI,加入相应的外围电路,构成了IGBT驱动电路,通过IGD515EI的34脚(SDSOA)多管联用特性端实现两管串联应用,解决了IGBT单管耐压不高的问题。IGBT驱动电路如图1所示。驱动信号通过光纤接收器HFBR-2521送给驱动模块,驱动模块报故障时通过光纤发射器HFBR-1521送出故障信号给控制电路,由控制电路切断所有IGBT驱动电路的驱动信号,各个IGD515EI同时输出-15V的负偏压,各个IGBT同时关断,避免个别器件提前关断,造成过压击穿。图1IGBT驱动电路(VCC)和9脚(GND)接入+15V电源,由模块内部通过DC/DC变换产生±15V和+5V输出,为光纤发射器、接收器以及输出电路提供电源。因而对每个处于高电位的驱动电路来说,只需提供一个15V电源即可,便于做到电位隔离。(G)输出的驱动电压为±12V~±15V,这取决于电源电压;也可不产生负的栅极电压。 使用中当IGBT模块集电极电流增大时,所产生的额定损耗亦变大。
IGBT模块上有一个“续流二极管”。它有什么作用呢?答:当PWM波输出的时候,它是维持电机内的电流不断用的。我在说明变频器逆变原理的时候,用的一个电阻做负载。电阻做负载,它上面的电流随着电压有通断而通断,上图所示的原理没有问题。但变频器实际是要驱动电机的,接在电机的定子上面,定子是一组线圈绕成的,就是“电感”。电感有一个特点:它的内部的电流不能进行突变。所以当采用PWM波输出电压波形时,加在电机上的电压就是“断断续续”的,这样电机内的电流就会“断断续续”的,这就给电机带来严重的后果:由于电感断流时,会产生反电动势,这个电动势加在IGBT上面,对IGBT会有损害。解决的办法:在IGBT的CE极上并联“续流二极管”。有了这个续流二极管,电机的电流就是连续的。具体怎么工作的呢?如下图,负载上换成了一个电感L。当1/4开通时,电感上会有电流流过。然后PWM波控制1/4关断,这样上图中标箭头的这个电路中就没有电流流过。由于电感L接在电路中,电感的特性,电流不能突然中断,所以电感中此时还有电流流过,同时因为电路上电流中断了,导致它会产生一个反电动势,这个反电动势将通过3的续流二极管加到正极上,由于正极前面有滤波电容。 当然,也有其他材料制成的基板,例如铝碳化硅(AlSiC),两者各有优缺点。宁夏贸易IGBT模块欢迎选购
从晶闸管的电路符号〔图2(b)〕可以看到,它和二极管一样是一种单方向导电的器件。贵州贸易IGBT模块生产厂家
流过IGBT的电流值超过短路动作电流,则立刻发生短路保护,***门极驱动电路,输出故障信号。跟过流保护一样,为避免发生过大的di/dt,大多数IPM采用两级关断模式。为缩短过流保护的电流检测和故障动作间的响应时间,IPM内部使用实时电流控制电路(RTC),使响应时间小于100ns,从而有效抑制了电流和功率峰值,提高了保护效果。当IPM发生UV、OC、OT、SC中任一故障时,其故障输出信号持续时间tFO为1.8ms(SC持续时间会长一些),此时间内IPM会***门极驱动,关断IPM;故障输出信号持续时间结束后,IPM内部自动复位,门极驱动通道开放。可以看出,器件自身产生的故障信号是非保持性的,如果tFO结束后故障源仍旧没有排除,IPM就会重复自动保护的过程,反复动作。过流、短路、过热保护动作都是非常恶劣的运行状况,应避免其反复动作,因此*靠IPM内部保护电路还不能完全实现器件的自我保护。要使系统真正安全、可靠运行,需要辅助的**保护电路。智能功率模块电路设计编辑驱动电路是IPM主电路和控制电路之间的接口,良好的驱动电路设计对装置的运行效率、可靠性和安全性都有重要意义。IGBT的分立驱动电路的设计IGBT的驱动设计问题亦即MOSFET的驱动设计问题。 贵州贸易IGBT模块生产厂家