本實(shí)用新型屬于智能功率模塊保護(hù)電路技術(shù)領(lǐng)域,涉及一種ipm模塊短路檢測(cè)電路。背景技術(shù):ipm(intelligentpowermodule),即智能功率模塊,不僅把功率開(kāi)關(guān)器件和驅(qū)動(dòng)電路集成在一起。而且其內(nèi)部還集成有過(guò)電壓,過(guò)電流和過(guò)熱等故障檢測(cè)電路,并可將檢測(cè)信號(hào)送到cpu。它由高速低功耗的管芯和優(yōu)化的門(mén)極驅(qū)動(dòng)電路以及快速保護(hù)電路構(gòu)成。即使發(fā)生負(fù)載事故或使用不當(dāng),也可以保證ipm自身不受損壞。近年來(lái),ipm模塊已經(jīng)在汽車(chē)電子、機(jī)車(chē)牽引和新能源等各個(gè)領(lǐng)域獲得廣泛的應(yīng)用。隨著ipm模塊在各個(gè)領(lǐng)域的進(jìn)一步應(yīng)用,對(duì)ipm模塊的及其應(yīng)用的要求也進(jìn)一步提高,由于大功率ipm模塊通常工作在高壓大電流的條件下,在系統(tǒng)運(yùn)行的過(guò)程中,ipm模塊會(huì)出現(xiàn)短路損壞的問(wèn)題,嚴(yán)重影響其應(yīng)用。因此,ipm模塊的短路檢測(cè)是其中的一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)。由于ipm模塊的開(kāi)關(guān)速度越來(lái)越快,ipm模塊發(fā)生短路時(shí)的電流是額定電流的4-6倍,如果不能快速的檢測(cè)到短路故障,保護(hù)電路不能***時(shí)間進(jìn)行器件保護(hù),這將不可避免的導(dǎo)致ipm模塊發(fā)生損壞,所以對(duì)ipm模塊進(jìn)行短路監(jiān)測(cè)的精度要求肯定越來(lái)越高,而傳統(tǒng)的ipm模塊退飽和檢測(cè)法的劣勢(shì)將會(huì)越來(lái)越明顯,由于設(shè)置的基準(zhǔn)電壓不準(zhǔn)確更有可能導(dǎo)致退飽和短路檢測(cè)方法下的誤動(dòng)作。 使用中當(dāng)IGBT模塊集電極電流增大時(shí),所產(chǎn)生的額定損耗亦變大。西藏IGBT模塊現(xiàn)價(jià)
這個(gè)話(huà)題的起因,是神八兄送了我?guī)讉€(gè)大電流IGBT模塊,有150A的,也有300A的,據(jù)說(shuō)功率分別可以做到10KW和20KW以上,也是擋不住的誘惑,決定來(lái)試一試。但首先必須做一塊能驅(qū)動(dòng)這些大家伙的驅(qū)動(dòng)電路板。經(jīng)和神八兄多次商量后,決定還是用EG8010芯片,理由是:這款SPWM芯片價(jià)格便宜,功能很多,性能比較好,特別穩(wěn)壓特性很好。但是,用8010來(lái)驅(qū)動(dòng)IGBT模塊,也有二個(gè)問(wèn)題需要解決:***個(gè)問(wèn)題:8010的**大死區(qū)時(shí)間只有,而這些大模塊,因?yàn)檩斎腚娙荼容^大,需要有比較大的死區(qū)時(shí)間,有時(shí)可能要放大到3US以上,才能安全工作。為了解決這個(gè)問(wèn)題,我把8010的輸出接法做了較大的改進(jìn),先把8010輸出的4路用與門(mén)合并成2路,做成象張工的22851093這樣的時(shí)序,再把二路SPWM分成4路,用與非門(mén)做成硬件死區(qū)電路,這樣,死區(qū)時(shí)間就不受8010內(nèi)建死區(qū)的限止了,可以隨意做到幾US。這樣的接法,還有一個(gè)**的好處,就是H橋的4個(gè)管子功耗是平均的,不會(huì)出現(xiàn)半橋熱半橋冷的現(xiàn)象。第二個(gè)問(wèn)題:因?yàn)镮GBT模塊的工作頻率都比較低,一般要求在20K以下,但8010的載波頻率比較高,神八兄經(jīng)過(guò)實(shí)險(xiǎn)和計(jì)算,決定用下面方式來(lái)解決,把原先8010用的12M晶振,改為10M晶振,這樣,載頻就降到。 西藏IGBT模塊現(xiàn)價(jià)高等級(jí)的IGBT芯片是目前人類(lèi)發(fā)明的復(fù)雜的電子電力器件之一。
本發(fā)明涉及電力電子開(kāi)關(guān)技術(shù)領(lǐng)域,尤其涉及一種立式晶閘管模塊。背景技術(shù):電力電子開(kāi)關(guān)是指利用電子電路以及電力電子器件實(shí)現(xiàn)電路通斷的運(yùn)行單元,至少包括一個(gè)可控的電子驅(qū)動(dòng)器件,如晶閘管、晶體管、場(chǎng)效應(yīng)管、可控硅、繼電器等。其中,現(xiàn)有的晶閘管*能夠?qū)崿F(xiàn)單路控制,不利于晶閘管所在電力系統(tǒng)的投切控制。因此,針對(duì)上述問(wèn)題,有必要提出進(jìn)一步的解決方案。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:本發(fā)明的目的在于提供一種立式晶閘管模塊,以克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足。為實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的,本發(fā)明提供一種立式晶閘管模塊,其包括:外殼、蓋板、銅底板、形成于所述蓋板上的***接頭、第二接頭和第三接頭、封裝于所述外殼內(nèi)部的***晶閘管單元和第二晶閘管單元;所述***晶閘管單元包括:***壓塊、***門(mén)極壓接式組件、***導(dǎo)電片、第二導(dǎo)電片、瓷板,所述***壓塊設(shè)置于所述***門(mén)極壓接式組件上,并通過(guò)所述***門(mén)極壓接式組件對(duì)所述***導(dǎo)電片、第二導(dǎo)電片、瓷板施加壓合作用力,所述***導(dǎo)電片、第二導(dǎo)電片、瓷板依次設(shè)置于所述銅底板上;所述第二晶閘管單元包括:第二壓塊、第二門(mén)極壓接式組件、第三導(dǎo)電片、鉬片、銀片、鋁片,所述第二壓塊設(shè)置于所述第二門(mén)極壓接式組件上。
從門(mén)極G流入電流Ig,由于足夠大的Ig流經(jīng)NPN管的發(fā)射結(jié),從而提高起點(diǎn)流放大系數(shù)a2,產(chǎn)生足夠大的極電極電流Ic2流過(guò)PNP管的發(fā)射結(jié),并提高了PNP管的電流放大系數(shù)a1,產(chǎn)生更大的極電極電流Ic1流經(jīng)NPN管的發(fā)射結(jié)。這樣強(qiáng)烈的正反饋過(guò)程迅速進(jìn)行。從圖3,當(dāng)a1和a2隨發(fā)射極電流增加而(a1+a2)≈1時(shí),式(1—1)中的分母1-(a1+a2)≈0,因此提高了晶閘管的陽(yáng)極電流Ia.這時(shí),流過(guò)晶閘管的電流完全由主回路的電壓和回路電阻決定。晶閘管已處于正向?qū)顟B(tài)。式(1—1)中,在晶閘管導(dǎo)通后,1-(a1+a2)≈0,即使此時(shí)門(mén)極電流Ig=0,晶閘管仍能保持原來(lái)的陽(yáng)極電流Ia而繼續(xù)導(dǎo)通。晶閘管在導(dǎo)通后,門(mén)極已失去作用。在晶閘管導(dǎo)通后,如果不斷的減小電源電壓或增大回路電阻,使陽(yáng)極電流Ia減小到維持電流IH以下時(shí),由于a1和a1迅速下降,當(dāng)1-(a1+a2)≈0時(shí),晶閘管恢復(fù)阻斷狀態(tài)??申P(guān)斷晶閘管GTO(GateTurn-OffThyristor)亦稱(chēng)門(mén)控晶閘管。其主要特點(diǎn)為,當(dāng)門(mén)極加負(fù)向觸發(fā)信號(hào)時(shí)晶閘管能自行關(guān)斷。前已述及,普通晶閘管(SCR)靠門(mén)極正信號(hào)觸發(fā)之后,撤掉信號(hào)亦能維持通態(tài)。欲使之關(guān)斷,必須切斷電源,使正向電流低于維持電流IH,或施以反向電壓強(qiáng)近關(guān)斷。這就需要增加換向電路。 大家使用的是單向晶閘管,也就是人們常說(shuō)的普通晶閘管,它是由四層半導(dǎo)體材料組成的。
設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn):①I(mǎi)GBT柵極耐壓一般在±20V左右,因此驅(qū)動(dòng)電路輸出端要給柵極加電壓保護(hù),通常的做法是在柵極并聯(lián)穩(wěn)壓二極管或者電阻。前者的缺陷是將增加等效輸入電容Cin,從而影響開(kāi)關(guān)速度,后者的缺陷是將減小輸入阻抗,增大驅(qū)動(dòng)電流,使用時(shí)應(yīng)根據(jù)需要取舍。②盡管IGBT所需驅(qū)動(dòng)功率很小,但由于MOSFET存在輸入電容Cin,開(kāi)關(guān)過(guò)程中需要對(duì)電容充放電,因此驅(qū)動(dòng)電路的輸出電流應(yīng)足夠大,這一點(diǎn)設(shè)計(jì)者往往忽略。假定開(kāi)通驅(qū)動(dòng)時(shí),在上升時(shí)間tr內(nèi)線(xiàn)性地對(duì)MOSFET輸入電容Cin充電,則驅(qū)動(dòng)電流為Igt=CinUgs/tr,其中可取tr=2。2RCin,R為輸入回路電阻。③為可靠關(guān)閉IGBT,防止擎住現(xiàn)象,要給柵極加一負(fù)偏壓,因此比較好采用雙電源供電。IGBT集成式驅(qū)動(dòng)電路IGBT的分立式驅(qū)動(dòng)電路中分立元件多,結(jié)構(gòu)復(fù)雜,保護(hù)功能比較完善的分立電路就更加復(fù)雜,可靠性和性能都比較差,因此實(shí)際應(yīng)用中大多數(shù)采用集成式驅(qū)動(dòng)電路。日本富士公司的EXB系列集成電路、法國(guó)湯姆森公司的UA4002集成電路等應(yīng)用都很***。IPM驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)IPM對(duì)驅(qū)動(dòng)電路輸出電壓的要求很?chē)?yán)格,具體為:①驅(qū)動(dòng)電壓范圍為15V±10%?熏電壓低于13.5V將發(fā)生欠壓保護(hù),電壓高于16.5V將可能損壞內(nèi)部部件。②驅(qū)動(dòng)電壓相互隔離。 三層P型半導(dǎo)體引出的電極叫控制極G。西藏IGBT模塊現(xiàn)價(jià)
柵極與任何導(dǎo)電區(qū)要絕緣,以免產(chǎn)生靜電而擊穿,所以包裝時(shí)將g極和e極之間要有導(dǎo)電泡沫塑料,將它短接。西藏IGBT模塊現(xiàn)價(jià)
2)直流側(cè)產(chǎn)生的過(guò)電壓如切斷回路的電感較大或者切斷時(shí)的電流值較大,都會(huì)產(chǎn)生比較大的過(guò)電壓。這種情況常出現(xiàn)于切除負(fù)載、正在導(dǎo)通的晶閘管開(kāi)路或是快速熔斷器熔體燒斷等原因引起電流突變等場(chǎng)合。(3)換相沖擊電壓包括換相過(guò)電壓和換相振蕩過(guò)電壓。換相過(guò)電壓是由于晶閘管的電流降為0時(shí)器件內(nèi)部各結(jié)層殘存載流子復(fù)合所產(chǎn)生的,所以又叫載流子積蓄效應(yīng)引起的過(guò)電壓。換相過(guò)電壓之后,出現(xiàn)換相振蕩過(guò)電壓,它是由于電感、電容形成共振產(chǎn)生的振蕩電壓,其值和換相結(jié)束后的反向電壓有關(guān)。反向電壓越高,換相振蕩過(guò)電壓也越大。針對(duì)形成過(guò)電壓的不同原因,可以采取不同的抑制方法,如減少過(guò)電壓源,并使過(guò)電壓幅值衰減;抑制過(guò)電壓能量上升的速率,延緩已產(chǎn)生能量的消散速度,增加其消散的途徑;采用電子線(xiàn)路進(jìn)行保護(hù)等。**常用的是在回路中接入吸收能量的元件,使能量得以消散,常稱(chēng)之為吸收回路或緩沖電路。(4)阻容吸收回路通常過(guò)電壓均具有較高的頻率,因此常用電容作為吸收元件,為防止振蕩,常加阻尼電阻,構(gòu)成阻容吸收回路。阻容吸收回路可接在電路的交流側(cè)、直流側(cè),或并接在晶閘管的陽(yáng)極和陰極之間。吸收電路**好選用無(wú)感電容,接線(xiàn)應(yīng)盡量短。。 西藏IGBT模塊現(xiàn)價(jià)