因为逆变电源在电路中肩负着直流和沟通之间的转化,所以其安全性就显得尤为重要。假如逆变电源呈现短路的状况,那么就有或许呈现焚毁的状况,想要有用防止短路状况的发生,就要充沛注重逆变电源中的过流短维护电路。本篇文章就将为咱们介绍过流短路维护电路的规划。
现实生活中的负载大多数是冲击性负载,例如炽灯泡,在冷态时的电阻要比点亮时低许多,像电脑,电视机等整流性负载,因为输入的沟通电经过整流后要用一个比较大的电容滤波,因此冲击电流比较大。还有冰箱等电机理性负载,电机从中止到正常滚动也需求用电力发生比较大的转矩因此起动电流也比较大。
假如咱们的逆变器只能设定一个能长时刻作业的额外输出功率的话,在起动功率大于这个额外输出功率的负载就不能起动了,这就需求依照起动功率来装备逆变器了,这显然是一种糟蹋。实践中,咱们在规划过流短路维护电路时咱们会规划两个维护点,额外功率和峰值功率。一般峰值功率设定为额外功率2-3倍。时刻上额外功率是长时刻作业不会维护的,峰值功率一般只保持到几秒就维护了。下面进行举例说明:
如图1所示,R5为全桥高压逆变MOS管源极的高压电流取样电阻,能够这么了解,高压电流的巨细基本上决议了输出功率的巨细,所以用R5检测高压电流的巨细。图1中LM339的两个比较器单元咱们别离用来做过流和短路检测。
先看由IC3D及其外围元件组成的过流维护电路,IC3D的8脚设定一个基准电压,由R33、VR4、R56、R54分压决议其值U8=5* (R33+VR4)/( R33+VR4 +R56+R54)。当R5上的电压经过R24,C17延时后超越8脚电压14脚输出高电平经过D7阻隔到IC3B的5脚。4脚兼做电池欠压维护,正常时 5脚电压低于4脚,过流后5脚电压高于4脚,2脚输出高电平操控后级的高压MOS关断,当然也能够操控前级的MOS一同关断。D8的作用是过流短路或电池欠压后正反馈确定2脚为高电平。
再看IC3C组成的短路维护电路,原理和过流维护差不多,仅仅延时的时刻比较短,C19的容量很小,加上LM339的速度很快,能够完成短路维护在几个微秒内关断,有用地维护了高压MOS管的安全。趁便说的一点是短路维护点要根据MOS管的ID,安全区域和回路杂散电阻等参数规划。一般来说电流在ID以内,动作时刻在30微秒以内是比较安全的。
IGBT的驱动和短路维护
IGBT作为一种新式的功率器材,具有电压和电流容量高级长处,开关速度远高于双极型晶体管而略低于MOS管,因此广泛地使用在各种电源范畴里,在中大功率逆变器中也得到广泛使用。
IGBT缺陷,一是集电极电流有一个较长时刻的拖尾——关断时刻比较长,所以关断时一般需求参加负的电压加快关断;二是抗DI/DT的才能比较差,假如像维护MOS管相同在很大的短路电流的时分快速关断MOS管极或许在集电极引起很高的DI/DT,使UCE因为引脚和回路杂散电感的影响感应出很高的电压而损坏。
IGBT的短路维护一般是检测CE极的饱满压降完成,当集电极电流很大或短路时,IGBT退出饱满区,进入放大区。上面说过这时咱们不能直接快速关断 IGBT,咱们能够下降栅极电压来减小集电极的电流以延伸维护时刻的耐量和减小集电极的DI/DT.假如不采纳下降栅极电压来减小集电极的电流这个办法的话一般2V以下饱满压降的IGBT的短路耐量只要5μS;3V饱满压降的IGBT的短路耐量大约10-15μS,4-5 V饱满压降的IGBT的短路耐量大约是30μS.
还有一点,降栅压的时刻不能过快,一般要操控在2μS左右,也就是说为了使集电极电流从很大的短路电流降到过载维护的1.2-1.5倍一般要操控在2μS 左右,不能过快,在过载维护的延时之内假如短路消失的话是能够主动康复的,假如仍然保持在超越过载维护电流的话由过载维护电路关断IGBT.
所以IGBT的短路维护一般是合作过载维护的,下面是一个TLP250添加慢降栅压的驱动和短路维护的使用电路图:
图2中电路正常作业时,ZD1的负端的电位因D2的导通而使ZD1不足以导通,Q1,截止;D1的负端为高电平所以Q3也截止。C1未充电,两头的电位为 0.IGBTQ3短路后退出饱满状态,集电极电位敏捷上升,D2由导通转向截止。当驱动信号为高电平时,ZD1被击穿,C2能够使Q1的注册有一小段的延时,使得Q3导通时能够有一小段的下降时刻,防止了正常作业时维护电路的误维护。ZD1被击穿后Q1因为C2的存在经过一段很短的时刻后延时导通,C1开端经过R4,Q1充电,D1的负端电位开端下降,当D1的负端电位开端下降到D1与Q3be结的压降之和时Q3开端导通,Q2、Q4基极电位开端下降,Q3的栅极电压也开端下降。当C1充电到ZD2的击穿电压时ZD2被击穿,C1中止充电,降栅压的进程也完毕,栅极电压被钳位在一个固定的电平上。 Q3的集电极电流也被下降到一个固定的水平上。