电阻焊是一种重要的焊接工艺,具有生产效率高、成本低、节省材料和易于自动化等特点,中频直流逆变电阻焊接电源作为一种新型的控制电源,以其显著的高质低耗的特点成为电阻焊电源的发展方向。
5脚产生+15V开栅和-10V关栅电压,驱动IGBT导通与关断。当过流发生时,IGBT的Uce会显著高于正常导通值,饱和压降一般为7V以上,就发生退饱和现象,此时,M57962AL的保护电路检测出IGBT的栅极和集电极同为高电平,判断系统过流,M57962AL内置定时器,通过关栅电路和降压电路将短路电流钳制在较低的值,同时发出故障信号,使8脚变为低电平(如为瞬间过流,且在10s内,1端回到低电平,则保护复位,电路恢复常态),输出短路故障信号(低电平),保护信号传到控制电路,立即关闭PWM的输出,即驱动信号关断,从而起到保护IGBT的作用。
IGBT的过电压保护
关断IGBT时,它的集电极电流下降率较高,极高的下降率将引起集电极过电压。降低IGBT集-射极间电压UCE的方法通常有两种:一种是增大栅极电阻RG,但RG的增大将减缓IGBT的开关速度,从而增加开关损耗,此方法不太理想还有一种就是采用缓冲吸收电路。
吸收电容CS与电阻RS串联后跨接在IGBT的C、E两端,就构成了RC吸收电路,由于RS的串入,使IGBT关断时过电压吸收效果较单电容缓冲电路要差,RS越大,吸收效果越差。所以,在缓冲吸收电路中,RS取值较小,这样既有较好的吸收效果,同时对开通时的电流尖峰又有抑制作用。
IGBT的过热保护
由于IGBT是大功率半导体器件,损耗功率使其发热较多,加之IGBT的结温不能超过125摄氏度,不宜长期工作在较高温度下,因此要采取恰当的散热措施进行过热保护。
本文采用普通散热器与强迫风冷相结合的措施,并在控制电路上加过热检测保护电路,应付IGBT与散热器接触不良或者非正常情况,在IGBT散热片上安装热敏电阻,然后通过逻辑判断电路给出信号,供控制电路处理。
U11为LM393AN比较器,JP5处接上具有正温度系数的热敏电阻RT,Thref为参考电压,可以通过调节电位器RP8来调节动作门槛值。电路正常工作时,2点电位比3点电位低,1点输出信号THP为高电平,THP信号在CPLD(EPM7128S)中与PWM信号相与,当器件温度超过极限时,热敏电阻值升高,2点电位高于3点电位,1点输出低电平,经CPLD封锁PWM脉冲信号,驱动输出低电平,从而关断IGBT,实现过热保护。
实验结果与分析
根据以上各种保护电路,结合主电路,构成本实验电路。加压后使其工作,采用示波器