变频器igbt模块管为什么有的6个有的8个

来源：蜘蛛抓取(WebSpider) 时间：2014-05-27 06:15 标签： 变频器igbt模块
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如何屏蔽变频器IGBT保护电路的故障报警信号？
10:55:32 来源:中国电力电子产业网 |
　　变频器的电路检修中，尤其是将驱动电路与主电路脱开检修的过程中，经常碰到OC故障报警现象，而此时变频器处于故障保护状态，脉冲传输通道被关闭，那么脉冲传输通道、驱动IC电路是否能正常工作呢?这就需要采取措施，暂时先屏蔽OC报警，便于检测脉冲传输通道的故障。
　　本文以采用PC929驱动IC的电路为例(见图1)，探讨一下OC故障信号的特性及其屏蔽方法。曾有不少网友发帖子询问这个问题，在这里算是比较全面的做一个回复。
　　采用PC929驱动IC的驱动电路，由于具有IGBT导通管压降检测和OC故障报警功能，在连接电源驱动板和MCU主板，使驱动电路与IGBT相脱离的状态下进行检修时，PC923的输入端一旦输入脉冲信号，因VT1未接入电路中，电路c点一直保持高电平状态，不能满足PC929内部IGBT保护电路的“IGBT正常开通”检测信号输入的要求，PC2即向MCU主板送出OC报警信号，使MCU主板中止脉冲信号的输出，使检修者无法检测和判断脉冲传输通道(含驱动IC电路)是否正常。
　　图1 屏蔽OC故障报警示意图
　　我们先看一下OC故障的生成机制，再进而找到屏蔽OC故障的方法。
　　1、OC信号的特性、来源及原因
　　OC信号的特性：
　　由PC929内部的IGBT保护电路的电路特性可知，IGBT保护电路可等效为2输入端与门电路，逻辑关系式为AB=Y。在A、B端两路输入信号均为高电平时，输出端Y端为高电平时，输出OC信号。
　　OC信号的生成条件：
　　1)驱动IC处于脉冲传输状态，有正常脉冲信号输入，输入端11脚也有正常脉冲信号输出;2)OC故障检测信号输入端9脚同时为高电平。满足内部IGBT保护电路的OC信号输出动作条件，从8脚输出OC信号。
　　OC信号的“瞬态”特性：
　　PC929的输出OC信号，经光耦合器进行光电转换和隔离后，传输至MCU主板电路，MCU接受OC信号后，判断IGBT出现严重过载故障，故停止脉冲信号的传输，同时在操作显示面板给出OC故障报警(显示OC或SC故障代码);随后，PC929内部IGBT保护电路因A端信号为低电平，AB=Y的逻辑关系不再成立，OC信号随之消失。
　　这说明PC929输出的OC信号是一个“瞬态信号”，不是在故障发生后一直“保持住”的。当变频器实施OC报警、停机保护动作后，我们在驱动电路(参见图5-14)PC929的8脚或PC2的输出端4脚，并不能测到OC信号――OC信号输出时表现为-9V*低电平和0V低电平，此时驱动IC的报警过程已经结束。
　　变频器说明书以对OC故障的注释：
　　过电流，变频器输出电流超额定值的200%;变频器输出侧(负载)短路;功率模块短路。但一般对驱动电路异常所致的OC故障、电流互感器检测电路异常误报OC故障，未予提示。
　　OC信号的两个来源：
　　通常，OC报警的信号来源有两个：1)驱动IC报警，一般起动过程中，检测到IGBT的严重过流(过电流为额定工作电流1.5~2倍以上)状态时，输出OC信号;2)电流检测电路(指系由输出电流互感器采样的电流信号)报出的OC信号。在停机状态，因电流检测电路本身故障(如电流互感器损坏)产生误报警信号，在运行状态，严重过流或三相电流严重不平衡时，报出OC信号。那么OC故障报警时，首先应区分是驱动IC电路报警还是电流检测电路报警。一般来说，驱动IC电路比较好找，电路面积大较显眼，且易于采取报警屏蔽措施;电流检测电路往往集中于MCU主板，查找比较费力，屏蔽其信号也比较困难。因而经常采取先排除动IC报OC故障的可能，再检修电流检测电路的方法，找到OC报警信号来源。若解除驱动IC的OC报警后，变频器显示与操作均正常，说明OC故障由动IC报出，须检查逆变电路及驱动电路本身的故障。若变频器仍报OC故障，则应检查电流检测电路。
　　那么怎么知道是驱动IC报出了OC信号呢?当将某路驱动IC电路的OC报警信号屏蔽，使其不再满足OC报警条件，变频器随之不再报出OC故障，说明OC故障即是由该路驱动IC电路所报出。
　　OC报警的原因：
　　1)驱动供电的带载能力差，使IGBT的导通管压降增大;2)驱动IC或外接功率大器不良，驱动能力变差，使IGBT欠激励导通电阻变大; 3)IGBT损坏或性能变差，导通通电阻变大; 4)驱动IC电路误报警。
　　错误的OC报警：
　　PC929内部IGBT管压降检测电路本身异常，则会使PC929在变频器上电后即误报OC故障，而且这个错误的报警状态是可以检测到的。如8脚内部晶体管V3出现短路故障，则上电后，则变频器上电后，光耦合器PC2即产生输入电流，输出端4脚变为0V低电平，向MCU报出OC故障;
　　OC报警失效：
　　PC929外部IGBT管压降检测电路本身异常，如二极管D1断路，对IGBT导通管压降检测失效，则在故障时不能完成正常检测与报警任务，可能会造成IGBT的过电流而损坏。
　　2、OC信号的屏蔽方法
　　要想暂时解除驱动电路的OC信号报警，基本方法有3个：
　　1)切断OC输出信号的传输
　　暂时短接光耦合器PC2的输入端1、2脚，使PC2停止信号输出;将R11与电路暂时脱开(焊脱)，使PC2失去输入电流停止报警工作;将PC929的OC报警信号输出端8脚暂时与电路板脱开;将PC2的信号输出端4脚脱开。
　　2)切断IGBT管压降检测信号输入电路
　　将R7、或D3暂时焊开，使IGBT检测输入信号回路中断，强制内部IGBT保护电路不动作。
　　3)“人为生成IGBT正常开通信号”
　　a、将图5-14中的a、b点用短接，即将二极管D1的负极与驱动供电的0V*点短接，相当于将所驱动IGBT的C、E极短接，使c点电位变为0V*低电平，满足PC929内部IGBT保护电路对“IGBT正常开通”检测信号输入的要求;
　　b、将图5-14中的c点与供电-9V*点短接，使 PC929的9脚输入信号保持为低电平，满足正常检测信号的输入要求。
　　c、小功率变频器，如果一体化功率模块已脱离电路板，也可以将主端子U、N端暂时短接，达到屏蔽OC报警信号的目的。
　　信号屏蔽方法有多种，都能达到解除OC报警的要求，可据操作方便等具体情况而实施。作者本人习惯于采用“人为生成IGBT正常开通信号”的方法，不需要将元件焊离电路，方法简便。使MCU主板和驱动电路均处于脉冲信号的正常传输状态，以便于对驱动电路的检修。
　　注意：检修完毕后，一定要将“暂时短接线”解除，恢复原电路状态;使用“短接方法”，应在电路无短路故障的危险――只在信号回路进行，确保无短路电流产生――的情况下进行。
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变频器中的IGBT为什么会炸裂？
炸的原因很多1.软件设计缺陷2.负载变化异常3.驱动电路异常4.模块老化5.变频器保护电路损坏，不能有效的保护模块6.人为原因（接错线等）
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而发生短路的回路通常都会损坏。虽然变频器驱动设计有软关断保护电路，而往往仅能保护模块不至于产生更严重的炸裂，由于IGBT的管压降仅有几伏，令模块外壳破裂，高温迅速烧融IGBT模块内部管结。当发生故障令同一相的上下臂回路同时导通，大电流产生电弧，瞬时形成雪崩效应。
IGBT单元将承受直流母线的高电压大电流，这相当于让数百伏的高压电源直接短路，由六个单元组成三相输出一般的IGBT成对使用。
所以变频器在使用过程中需防止震动和输出短路
对于炸裂这种情况还是很少见的，应该是软件的设计缺陷是IGBT管长时间处于开的状态，发热。或者负载短路或过载造成的
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出门在外也不愁目前用单管IGBT做变频器的多吗？_百度知道
目前用单管IGBT做变频器的多吗？
不多，因为变频器内部包括整流桥单元、逆变单元、制动单元，如果设计上用单管IGBT那就要用7个单管并且外加一个整流桥，这样成本算下来并不比模块低，而且单管方案在PCB设计时PCB布线也非常难布通、IGBT散热设计也难（每个单管要与散热器绝缘，因为单管的外壳是C极）、生产装配也难（主要是7个分立的单管难装）由此人力成本上升，最终成本算下来还可能超过模块，如果上面这三个难点只要有一个处理不好那就会引起产品可靠性不好，模块就不一样了，它把整流桥单元、逆变单元、制动单元全部集成在一起，这样就方便多了。
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这要看做什么功率级别的。我们用3600A的单管还要两个并联。即使对于100KW以下的小型变频器用单管也是非缉浮光簧叱毫癸桐含昆常经济的，可靠性远高于模块。
小功率，对成本压力大可以用单管。其他情况用模块合适。现在家电行业是这么做的。
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