IGBT模块的故障与驱动电路(电压)的关系.pdf

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1、工人技师专业论文工种：电工IGBT模块故障与驱动电路（电压）的关系姓名：黄金平等级：高级技师培训单位：西安技师学院鉴定单位：目录内容摘要1关键词11、IGBT模块及驱动电路的特性12、IGBT模块工作特点及保护23、IGBT模块的故障检修及分析3四、故障的关系总结、结束语6五、参考文献7变频器IGBT模块故障与驱动电路（电压）的关系摘要:国内厂矿企业对变频器的应用已基本上普及，凡是用到电动机的地方，几乎就会见到变频器的踪影。变频器是强电与弱电的有机结合；是硬件与软件的有机结合。它强大的功能、完善的检

2、测和保护电路、控制上的智能化和灵活多变；它的电气元器件的非通用性和特殊要求，使的检修思路和方法也有其独特性。变频器和PLC等工控设备的应用和普及，对其维修甚至形成了一个专门的行业，成为电气技术的一个分支。也使得电工的概念发生了深刻变化。主要通过对通用变频器逆变模块及驱动电路的分析，了解IGBT一些故障的常见形式及特点,满足解决维修实际问题的需要。关键词：变频器IGBT故障驱动电路一·IGBT逆变模块及驱动电路的特性通常认为IGBT器件是电压型控制器件，只需提供一定电平幅度激励电压,而不需要吸取激励电

3、流。因为IGBT栅—射极间存在一个结电容，在对其进行开通和截止过程，实质上是对IGBT栅—射极间结电容进行充电、放电的过程。这个充电放电的过程和形成了一定的峰值电流。另一方面，变频器输出电路中的IGBT工作于数KHz的脉冲之下，其栅偏压也为数KHz的脉冲电压。电容有通交隔直的特性，相对于数十KHz的脉冲电压，电容的容抗较小，因而形成较大的充放电流。因此，通过上述分析，可以得出：用在变频器输出电路的IGBT应是电流或功率驱动器件，而不是纯电压控制器件。驱动电路（注1）的输出级，也应是一个功率放大电路。

4、因为IGBT的驱动是消耗一定功率，要输出一定电流的。故功率较大的IGBT模块需由功率放大电路来驱动。所以说：（1）为了使IGBT迅速开通，而给出正栅偏压的时间很短，就要提供尽可能大的驱动电流（充电电流），保证IGBT快速可靠地开通，导通时要有一定的饱和深度，以减小导通损耗。但是，并非Uce越高越好，一般选+10~15V。对于截止的控制也是一样，须驱动电路对栅—射结电容上的电荷进行快速释放。为了使IGBT截止可靠，就要提供足够幅度截止负压来满足IGBT关断的要求,也应对截止状态的IGBT加一反向栅压（

5、一般为-5~-15V)，使IGBT在栅极出现开关噪声时仍能可靠截止。（2）驱动电路的基本要求较高，应具有以下基本性能：1·动态驱动能力强，能为IGBT栅极提供具有陡峭前后沿的驱动脉冲。2·驱动器的内阻也不能过小，以免回路的杂散电感与栅极电容形成欠阻尼振荡。3·有足够的输入、输出电隔离能力。驱动电路作为逆变电路关系密切的一部分,对变频器的三相输出有着巨大的影响。驱动电路的性能、质量，是保证IGBT模块正常工作的重要条件。二·IGBT逆变模块的工作特点及保护IGBT模块工作在高电压、高频率、大电流状态下

6、。IGBT模块，逆变频率达18KHZ，动态响应速度快、稳定性能好。兼有MOSFET的高输入阻抗和GTR的低导通压降两方面的优点。在开通过程中，大部分时间是作为MOSFET来运行的，只是在Uce下降过程后期，PNP晶体管由放大区至饱和区，又增加了一段延缓时间，使Uce波形变为两段。在关断过程中，因PNP晶体管中存储的电荷不能迅速消除，电流Ic也分为两段。在IGBT导通的大部分电流范围内，Ic与Uge呈线性关系，Uge越大Ic越大。变频器输出电路中的IGBT逆变模块工作于数KHz频率的脉冲之下，其栅偏压

7、也为数KHz的脉冲电压。而IGBT的工作条件又是严酷的，需要可靠开通和快速截止。随着电力电子技术的不断发展，IGBT逆变桥在能量转换电路中的应用日益广泛。对其保护十分重要。决定IGBT工作的可靠性的各种因素中，过流保护电路起着关键性的作用。由于IGBT承受过流或短路的能力有限，过流保护电路，不仅关系到IGBT模块本身的工作性能和运行安全，而且影响到整个系统的性能和安全。一般采用检测IGBT正向导通态管压降Uce，来反映导通电流的大小。此方法不仅简单而且可以防止IGBT工作时退饱和。IGBT的正向饱和

8、压降约为2.5—3V，一般当Vce大于7V时，就可认为是过流。如果属于瞬时过流，保护电路不做处理，但过流时间稍长或过流幅度较大，则实施保护停机。三·IGBT逆变模块的故障检修及分析（一）、在我们平时的日常生产使用中,IGBT模块损坏是一种常见的故障现象,损坏的原因可能是多种多样的。下面就讲几个在维修变频器时和驱动电路有关的实例：（1），安川616G5，3.7KW的变频器，故障现象为三相输出正常，但在低速时马达抖动，无法进行正常的生产。分析为变频器驱动电路损坏。确定故障