智能功率模块IGBT—IPM及其应用(2)

图4 应用电路2(有源电力滤波器)

5 应用中的注意事项

(1) 主电源电压范围：600V系列400V以下，1200V系列800V以下，主电源过呀保护的动作电压分别按450V、900V整定。由于开关时的di/dt在IPM内部布线的电感上会产生浪涌电压，为将浪涌电压抑制在最大值(600V系列500V,1200V系列1000V)以内，可在最靠近P、N端子处安装浪涌吸收器。

(2) 控制电源Vcc电压范围：15V±10%，制作控制电源时，应尽量降低纹波电压，还要使电源的附加噪声降到最小。可在控制电源输出端接10 pF及o.1卜F的滤波电容，保持电源平稳，修正线路阻抗。

(3) 虽然IPM内部已对外部噪声采取了相应的措施，但由于噪声的种类及强度不同，也不可能完全避免发生误动作或损坏IGBT，因此，对加于IPM的噪声，应采取足够的防范措施，如对Ac进线加噪声滤波器，加装绝缘接地;在每相的输入信号与地(GND)间加1000 pF的吸收电容

(4) 过流保护及短路保护功能是以检测到的IGBT集电极电流而动作的，但并不检测续流二极管的阳极电流，因而对续流二极管的异常电流无法保护。

除IPM的内置保护功能外，为了使器件可靠工作、防止损坏，还应在主电路的交、直流侧增加阻容保护和快速熔断器保护。

(5) 由于IGBT的关断时间t。g的最大值为3.6us，故在输入控制信号时，应设置4us的开关死区，防止在通断切换过程中同一桥臂的IPM同时导通。

(6) IPM的内置保护功能仅针对非重复性异常现象的保护，使用时不能长时间超过额定值。当有报警信号输出时，应马上停止输入信号，.关闭机器。由于IPM的保护动作能自动复位，应在排除故障后再启动。

(7) 上桥臂侧仅有保护动作而无报警输出，下桥臂侧出现异常时才有报警输出。实际上大多数异常情况，如过载、短路等最终都将通过下桥臂侧的故障反映出来。

(8) 在内置制动单元的Ⅱw中，当不使用制动时，应将册输入端子接20K盼上拉电阻连于vcc，否则，dv/dt可能引起误动作。而对于6封装(无制动单元)类型，应将B端子接到N或P电位上，避免在悬空状态下使用。

(9) 电源上电时应先接通控制电源vcc，然后再加主电源。如果先上主电源，则可能在保护功能还未起作用时，IPM已损坏。

(10) 由于IPM大多工作在邢Ⅲ信号控制的高频开关状态，且电流较大，温度上升较快，即使有过热保护功能，但急剧的温度上升对IGBT的安全不利。因此，散热器的设计务必有充足的裕量保证管芯结温在额定值以内，散热器的平整度。0~+100 um，，粗糙度lO um以下，IGBT工作时应配有风扇降温。

本系统软件由主程序、波形发生程序、故障中断管理程序及键盘扫描程序、显示输出等几个程序构成。主程序流程如图8所示。

图8 主程序流程图

5 实验结果

根据上述软硬件设计方案，设计并制作了—个软启动器，被控对象为30kw的感应电机，其额定转速为1400r/miIl，其负载电流波形如图9所示。

实验结果表明，本装置运行良好，在达到额定频率时能自动叨换且切换扰动小。

图9 负载电流波形

6结束语

本文介绍了采用单片机与可控硅制作的一种新型软启动器，变频式限流启动使启动器的启动电流具有谐波小、启动转矩大等优点，并且还具有相序自动跟踪的功能，从而其零电流关断电路大大地简化了装置。实验证明，本装置具有结构简单、成本低以及静动态特性好等特点。

参考文献：

【1】何立民.单片机应用系统设计【M】.北京：航空航天大学出版社，2001

【2】李序葆，赵永健.电力电子器件及其应用【M】.北京：机械工业出版社，1998.

【3】陈伯时.电力拖动自动控制系统[M】.上海：上海工业大学。1991.