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驅動電路不良對逆變模塊的危害

時間:2011-09-17 19:44:55來源:原創(chuàng) 作者:admin 點擊:

驅動電路不良對逆變模塊的危害   <<版權聲明:本文由容源電子網(wǎng)(www_dziuu_com)整理提供,部分內(nèi)容來源于網(wǎng)絡,如有侵犯到你的權利請與我們聯(lián)系更正!

A316J做為一款性能優(yōu)良的逆變模塊驅動IC,在眾多變頻器機種中得到應用。通過A316J反饋給CPU的OC信號,能提供對IGBT模塊快速有效的保護。   <<版權聲明:本文由容源電子網(wǎng)(www_dziuu_com)整理提供,部分內(nèi)容來源于網(wǎng)絡,如有侵犯到你的權利請與我們聯(lián)系更正!

保護機理是這樣的:在CPU的驅動脈沖給定期間(IGBT模塊也應在導通期間),A316J通過14腳和16腳外圍電路,與所驅動的IGBT管子的C、E極形成閉合環(huán)路,檢測IGBT管子的管壓降大于7V時,則A316J在封鎖輸出脈沖的,由6腳向CPU發(fā)出OC報警信號(低電平有效),使其實施保護停機動作。若需解除故障時,CPU將復位信號送至A316J的5腳(低電平有效),A316J便解除掉脈沖封鎖,進入工作。    <<版權聲明:本文由容源電子網(wǎng)(www_dziuu_com)整理提供,部分內(nèi)容來源于網(wǎng)絡,如有侵犯到你的權利請與我們聯(lián)系更正!


      IGBT管子的導通內(nèi)阻在正常電流范圍內(nèi),其管壓降在3V以內(nèi),當現(xiàn)異常過流時,管壓降急劇上升,管子面臨擊穿損壞的邊緣,實施速斷保護,這一任務由A316J向CPU發(fā)送OC信號來完成。   <<版權聲明:本文由容源電子網(wǎng)(www_dziuu_com)整理提供,部分內(nèi)容來源于網(wǎng)絡,如有侵犯到你的權利請與我們聯(lián)系更正!


      在工作過程中有以下三種可導致A316J報OC信號:   <<版權聲明:本文由容源電子網(wǎng)(www_dziuu_com)整理提供,部分內(nèi)容來源于網(wǎng)絡,如有侵犯到你的權利請與我們聯(lián)系更正!


1、負載異常導致運行電流過大(大于額定電流的3倍左右),使IGBT管子的管壓降大于7V;
2、IGBT管子有開路性損壞;
3、驅動電路不良,造成IGBT管子的欠激勵,輸出電流雖偏小,但因管子處于微導通和隨機關斷下,因而其管壓降大于動作閥值,也會送出OC信號。   <<版權聲明:本文由容源電子網(wǎng)(www_dziuu_com)整理提供,部分內(nèi)容來源于網(wǎng)絡,如有侵犯到你的權利請與我們聯(lián)系更正!

      在維修時,需判別A316J及脈沖回路的好壞時,(在并不明了IGBT管子的好壞的下,或IGBT管子尚未接入電路的下),可將A316J的14腳外接電阻與二極管串聯(lián)電路與A316J的16腳短接,解除掉OC報警和脈沖封鎖功能,利于檢測A316J本身及脈沖輸入、輸出電路的好壞。   <<版權聲明:本文由容源電子網(wǎng)(www_dziuu_com)整理提供,部分內(nèi)容來源于網(wǎng)絡,如有侵犯到你的權利請與我們聯(lián)系更正。》

      一例A316J驅動不良的故障:   <<版權聲明:本文由容源電子網(wǎng)(www_dziuu_com)整理提供,部分內(nèi)容來源于網(wǎng)絡,如有侵犯到你的權利請與我們聯(lián)系更正。》


      接修一臺小功率變頻器,更換損壞IGBT模塊,上電試機,當頻率上升到20Hz及時,電機出現(xiàn)“咯噔”聲,并伴隨電機機體的抖動,運行中時有報OC停機現(xiàn)象的發(fā)生。檢測輸出電壓,也有抖動現(xiàn)象。判斷為IGBT模塊內(nèi)某一只管子導通不好或性能不良或某一路驅動電路不良。   <<版權聲明:本文由容源電子網(wǎng)(www_dziuu_com)整理提供,部分內(nèi)容來源于網(wǎng)絡,如有侵犯到你的權利請與我們聯(lián)系更正!


      1、當挑開W上臂驅動A316J的6腳后,空載運行中不再跳OC故障。查A316J的14腳外圍元件,無異常,更換A316J后故障依舊;
      2、單獨更換W上臂IGBT管子試驗,故障依舊;
      3、故障還在A316J外圍電路。拆下A316J供電電源的兩只100uF/25V電容,檢測容量只有幾微法了。又順便檢查了驅動電源的電容,發(fā)現(xiàn)皆有失容或容量嚴重減小的現(xiàn)象。逆變模塊的損壞原因正在于此。   <<版權聲明:本文由容源電子網(wǎng)(www_dziuu_com)整理提供,部分內(nèi)容來源于網(wǎng)絡,如有侵犯到你的權利請與我們聯(lián)系更正!


      驅動電源的電容失效后,使電源的帶負載能力大為降低,表現(xiàn)為負載低速空載運行(小電流運行中)時,模塊內(nèi)IGBT管子尚維持較小的導通壓降,電機還能“穩(wěn)定運行”。當頻率上升或帶載運行時,驅動電源的電容失效,驅動能力下降使IGBT管子不能開通,形成較大的導通電阻,出現(xiàn)三相嚴重不平衡而導致電機跳動,并進而因管壓降繼續(xù)增大,使A316J檢測電路輸出OC信號而保護停機。說正的驅動電壓的濾波電容失容,只會造成欠激勵,跳OC信號而停機;那么負的截止電壓的濾波電容的失容,則會帶來危險的后果!截止負壓的不足,易造成IGBT管子在開通后不能有效截止,出現(xiàn)某相上、下臂兩只管子共通短路的,導致了逆變模塊的炸裂損壞!   <<版權聲明:本文由容源電子網(wǎng)(www_dziuu_com)整理提供,部分內(nèi)容來源于網(wǎng)絡,如有侵犯到你的權利請與我們聯(lián)系更正!


      截止負壓的丟失為IGBT模塊損壞的第一殺手,上述原因當為第二殺手,直流回路儲能電容的失容,是IGBT模塊損壞的第三殺手。對逆變模塊損壞的機器,不能忽略對驅動電源濾波電容的檢查,尤其是使用年限超過三年的機器。▋H供參考)   <<版權聲明:本文由容源電子網(wǎng)(www_dziuu_com)整理提供,部分內(nèi)容來源于網(wǎng)絡,如有侵犯到你的權利請與我們聯(lián)系更正!


      接手了3臺康沃CVF-G1型小功率機器,故障皆為開關電源無輸出,無屏顯。該機開關電源的IC為3844B,手頭無此型號的IC,況不3臺機器都是3844B損壞了吧?故先從其外圍電路查起。   <<版權聲明:本文由容源電子網(wǎng)(www_dziuu_com)整理提供,部分內(nèi)容來源于網(wǎng)絡,如有侵犯到你的權利請與我們聯(lián)系更正!


開關電源不外乎有以下幾條支路:   <<版權聲明:本文由容源電子網(wǎng)(www_dziuu_com)整理提供,部分內(nèi)容來源于網(wǎng)絡,如有侵犯到你的權利請與我們聯(lián)系更正。》

1、上電啟動支路,往往由數(shù)只較大阻值的電阻串聯(lián)而成,上電時將500V直流引至3844B供電腳,提供開關管的起振電壓;   <<版權聲明:本文由容源電子網(wǎng)(www_dziuu_com)整理提供,部分內(nèi)容來源于網(wǎng)絡,如有侵犯到你的權利請與我們聯(lián)系更正!

2、正反饋和工作電源支路,由反饋繞組和整流濾波電路組成(有的機器由兩繞組供電支路組成,有的兼用。);   <<版權聲明:本文由容源電子網(wǎng)(www_dziuu_com)整理提供,部分內(nèi)容來源于網(wǎng)絡,如有侵犯到你的權利請與我們聯(lián)系更正!

3、穩(wěn)壓支路,由次級5V供電支路,取一基準電壓,用光耦反饋到初級3844B的2腳,但該機型的電壓反饋是取自初級。   <<版權聲明:本文由容源電子網(wǎng)(www_dziuu_com)整理提供,部分內(nèi)容來源于網(wǎng)絡,如有侵犯到你的權利請與我們聯(lián)系更正!


電路起振的條件是:   <<版權聲明:本文由容源電子網(wǎng)(www_dziuu_com)整理提供,部分內(nèi)容來源于網(wǎng)絡,如有侵犯到你的權利請與我們聯(lián)系更正!

1、500V供電回路正常,500V直流經(jīng)主繞組加至開關管漏極,開關管源極經(jīng)小阻值電流采樣電阻形成供電回路;   <<版權聲明:本文由容源電子網(wǎng)(www_dziuu_com)整理提供,部分內(nèi)容來源于網(wǎng)絡,如有侵犯到你的權利請與我們聯(lián)系更正!

2、上電啟動支路正常,提供足夠幅度的起振電壓(電流);   <<版權聲明:本文由容源電子網(wǎng)(www_dziuu_com)整理提供,部分內(nèi)容來源于網(wǎng)絡,如有侵犯到你的權利請與我們聯(lián)系更正!

3、正反饋和工作電源支路正常,提供滿足幅度要求的正反饋電壓(電流)和工作電源;4、負載側無短路,負載側短路無法使反饋電壓建立起來足夠的幅度,故電路不能起振。電路可稱之為振蕩回路。   <<版權聲明:本文由容源電子網(wǎng)(www_dziuu_com)整理提供,部分內(nèi)容來源于網(wǎng)絡,如有侵犯到你的權利請與我們聯(lián)系更正。》


為縮小故障,應采用將穩(wěn)壓支路開路,看電路能否起振。應施行降、調壓供電并將易受過電壓沖擊損壞的電路供電切斷,確保安全。若能起振,說明滿足起振條件的4個支路大致正常,可進而排查穩(wěn)壓支路的故障元件。若仍不能起振,說明故障在振蕩回路,可查找上述的四個支路。   <<版權聲明:本文由容源電子網(wǎng)(www_dziuu_com)整理提供,部分內(nèi)容來源于網(wǎng)絡,如有侵犯到你的權利請與我們聯(lián)系更正!


依上述檢查次序,甲、乙、丙機開關電源的故障都在振蕩電路。檢查甲機四個支路及3844B外圍元件都無異常,試將一塊3845B代換之,電源輸出正常,修復;乙機,換用3845B后仍不能起振,4個支路元件都無異常,試將上電啟動支路的300k電阻并聯(lián)200k 電阻后,上電恢復正常;丙機也為3844B損壞,換新塊后故障排除。
只有乙機的故障稍微有趣,試分析如下:   <<版權聲明:本文由容源電子網(wǎng)(www_dziuu_com)整理提供,部分內(nèi)容來源于網(wǎng)絡,如有侵犯到你的權利請與我們聯(lián)系更正。》


表面看起來,乙機查不出一個壞件,致使維修陷入困境。但減小啟動支路的電阻值后,則能正常工作。乙機的“異常之處”到底在哪里呢?是元器件性能的微弱變化導致電器參數(shù)的的變動,如開關管放大能力的些微降低、或開關變壓器因輕度受潮使Q值變化、或3844B輸出內(nèi)阻有所增大,或阻容元件有輕微變異,上述原因的查找與確認委實不易,是有一種,甚至有是數(shù)種原因參與其中。但上述多種原因只導致了一個后果:開關管不能被有效啟動,電路不能起振!的辦法是轉變掉現(xiàn)有,往促成開關管起振的下力氣,在起動支路并聯(lián)電阻是最省力也是最有效的一個方法。   <<版權聲明:本文由容源電子網(wǎng)(www_dziuu_com)整理提供,部分內(nèi)容來源于網(wǎng)絡,如有侵犯到你的權利請與我們聯(lián)系更正。》


順便說明一下,該機的啟動支出路電阻為300k,再加上環(huán)節(jié)的電阻,加到開關管柵極的啟動電流僅1mA多一點。雖然場效應管為電壓控制器件,理論上不吸取電流,但能使其導通的結電容充電電流,恰恰是使其導通的硬指標。從此一角度來講,場效應管仍為電流控制器件。當電路參數(shù)產(chǎn)生變動后,原啟動支路的供給電流不足以使開關管導通乃至微導通,電路不能起振。將此啟動電流值稍稍加大,電路便有起振。300k啟動電阻有阻值偏大之嫌,我認為稍稍減小其阻值有利無弊。   <<版權聲明:本文由容源電子網(wǎng)(www_dziuu_com)整理提供,部分內(nèi)容來源于網(wǎng)絡,如有侵犯到你的權利請與我們聯(lián)系更正!


因而高效率的修理方法不妨走以下的路子:檢查開關管不壞,4個支路大致無異常,先在啟動支路上并聯(lián)電阻試驗,無效后,再換用3844B,再無效,才下功夫細查電路。往往第一、二個步驟,故障就已經(jīng)排除了。
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