IGBT التيار الزائد في محركات السيارات الصناعية
IGBT حماية التيار الزائد
من حيث الضرر بالممتلكات أو اعتبارات السلامة ، فإن حماية IGBT لظروف التيار الزائد هي المفتاح لموثوقية النظام. IGBTs ليست مكونًا آمنًا من الفشل. إذا فشلوا ، فيمكنهم أن يتسببوا في انفجار مكثف DC مما يؤدي إلى تعطل السائق بأكمله. يتم تحقيق الحماية من التيار الزائد عادة عن طريق القياس الحالي أو الكشف عن التشبع. ويبين الشكل 2 هذه النصائح.
بالنسبة للقياس الحالي ، يتطلب كل من ذراع العاكس ومخرج الطور أجهزة قياس مثل مقاومات التحويلة للتعامل مع أخطاء التصوير وبين أخطاء المحرك المتعرجة. يجب أن تقوم دائرة رحلة التنفيذ السريع في وحدة التحكم و / أو برنامج تشغيل البوابة بإيقاف تشغيل IGBT في الوقت المناسب لمنع تحمل ماس كهربائى. أكبر فائدة من هذه الطريقة هو أنه يتطلب جهازين للقياس على كل ذراع عاكس ومجهز بكافة دارات تكييف الإشارات والانعكاسات ذات الصلة. ويمكن التخفيف من ذلك ببساطة عن طريق إضافة مقاوم تحويلة إلى خط ناقل DC موجب وخط ناقل DC سالب. ومع ذلك ، في العديد من الحالات ، توجد إما مقاومات تحويلة الذراع في بنية السائق أو مقاومات تحويلة الطور لخدمة حلقة التحكم الحالية وتوفير حماية ضد التيار الزائد للمحرك ؛ كما يمكن أيضًا حماية التيار الزائد من IGBT - بشرط أن يكون وقت استجابة تكييف الإشارة سريعًا بما فيه الكفاية لحماية IGBT خلال وقت الصمود المطلوب.
يستخدم كشف التشتت IGBT نفسه كعنصر قياس حالي. تضمن الثنائيات الموجودة في التخطيطي أن الجهد الكهربي لمصدر الجهد IGBT يتم مراقبته فقط بواسطة دارة الإحساس أثناء التشغيل ؛ أثناء التشغيل العادي ، يكون جهد الباعث جامعًا منخفضًا جدًا (عادة من 1 فولت إلى 4 فولت). ومع ذلك ، في حالة حدوث حدث دارة قصيرة ، يرتفع تيار مجمّع IGBT إلى المستوى الذي يدفع IGBT خارج منطقة التشبع وفي منطقة التشغيل الخطية. هذا يؤدي إلى ارتفاع الجهد من مصدر-باعث بسرعة. يمكن استخدام مستويات الجهد العادية الموصوفة أعلاه للإشارة إلى وجود دائرة كهربائية قصيرة ، في حين أن مستوى عتبة زحزحة التشوه يكون عادة في منطقة 7V إلى 9V. الأهم من ذلك ، يمكن أن يعني عدم التشبع أيضًا أن الجهد الباعث للجهد منخفض جدًا وأن IGBT غير مدفوعة بالكامل إلى منطقة التشبع. كن حذرًا عند تنفيذ عملية نشر إزالة التشبع لمنع حدوث عملية تشغيل خاطئة. قد يحدث هذا بشكل خاص أثناء الانتقال من حالة IGBT إلى IGBT على الحالة عندما لا يدخل IGBT التشبع بشكل كامل. يكون وقت الطمس عادة ما بين إشارة الانعطاف ووقت تنشيط الكشف عن التشتت لتجنب الاكتشافات الخاطئة. كما يضاف عادة مكثف شحن المصدر الحالي أو مرشح RC عادة لإنشاء ثابت زمني قصير في آلية الكشف لتصفية مرشحات سبيرز الناجمة عن التقاط الضوضاء. عند اختيار مكونات المرشح هذه ، يلزم إجراء مفاضلة بين مناعة الضوضاء وفترة قصيرة لدائرة IGBT.
بعد اكتشاف IGBT التيار الزائد ، هناك تحد آخر هو إيقاف IGBT على مستوى تيار مرتفع بشكل غير طبيعي. في ظل ظروف التشغيل العادية ، تم تصميم برنامج تشغيل البوابة لإيقاف تشغيل IGBT بأسرع ما يمكن لتقليل خسائر التحويل. ويتحقق ذلك من خلال مقاومة أقل للسائق ومقاومة محرك البوابة. إذا تم تطبيق معدل إغلاق البوابة نفسه لظروف التيار الزائد ، سيكون المجمّع / المرسل / dt أكبر بكثير لأن التيار سيختلف بشكل كبير في فترة زمنية أقصر. قد يسبب الحث الطفيلي لدائرة الباعثة للتجميع بسبب الحث الضائيل لترابط السلك وإشارات PCB مستوى فرط الجهد الكبير للوصول الفوري إلى IGBT (لأن VLSTRAY = LSTRAY × di / dt). لذلك ، من المهم توفير مسار منعطف عالي المقاومة عند إيقاف تشغيل IGBT أثناء حدث التشتت ، والذي يمكن أن يقلل من مستويات ddt / dt وأي مستويات الجهد الزائد.
بالإضافة إلى الدوائر القصيرة التي تسببها أعطال النظام ، يحدث العاكس الفوري أيضًا خلال ظروف التشغيل العادية. في هذا الوقت ، يتطلب إجراء IGBT نقل IGBT إلى منطقة التشبع حيث يكون فقدان التوصيل هو الأدنى. هذا يعني عادة أن الجهد الباعث على البوابة في الدولة أكبر من 12V. يتطلب تحويل IGBT أن يتم دفع IGBT إلى المنطقة المقطوعة النقطية بنجاح لمنع الجهد العالي العكسي عبر IGBT عالي الجانب عند تشغيله. من حيث المبدأ ، يمكن تحقيق ذلك عن طريق خفض الجهد الكهربي لبواب IGBT إلى 0V. ومع ذلك ، يجب النظر في الآثار الجانبية للالترانزستور المنخفضة نهاية على ذراع العاكس عند تشغيله.
يؤدي التغير السريع في الجهد عند عقدة التبديل أثناء التشغيل إلى تدفق التيار المستحث بالسعة خلال السعة التجميعية لجسر Miller gate-collector في IGBT (CGC في الشكل 3). يتدفق هذا التيار من خلال سائق البوابة الجانبية المنخفض (ZDRIVER في الشكل 3) لإيقاف تشغيل المعاوقة ، مما يخلق زيادة في الجهد العابر عند منفذ بوابة IGBT منخفض الجانب ، كما هو موضح. إذا ارتفع الجهد الكهربي فوق عتبة IGBT العتبة VTH ، فسوف يتسبب في تحول قصير في IGBT منخفض الجانب ، مما يؤدي إلى تمريرة عابرة للذراع العابر - لأن كلا IGBTs يتم تشغيلهما لفترة وجيزة. هذا عموما لا يدمر IGBT ، ولكن يمكن أن تزيد من استهلاك الطاقة وتؤثر على الموثوقية.
بشكل عام ، هناك طريقتان لحل مشكلة التوصيل الحثي لل IGBT العاكس - باستخدام مصدر طاقة ثنائي القطب أو مشبك Miller إضافي. توفر القدرة على قبول إمداد ثنائي القطبين في الجانب المعزول من برنامج البوابة حاجزًا إضافيًا للجهد الناجم عن الجهد المستحث. على سبيل المثال ، يشير السلك السلبي البالغ 7.5 فولت إلى أن الجهد الكهربي المستحث الذي يزيد عن 8.5 فولت مطلوب للإحساس بالتوصيل الزائف. هذا يكفي لمنع التوصيل الشارد. وهناك طريقة أخرى تتمثل في تقليل مقاومة الانقلاب في دائرة تشغيل البوابة لفترة من الزمن بعد اكتمال عملية الانتقال. وهذا ما يسمى دائرة ميلر المشبك. يتدفق التيار السعوي الآن من خلال دائرة المعاوقة السفلية ، والتي بدورها تقلل من حجم الجهد العابر. يوفر استخدام مقاومات البوابات غير المتماثلة من أجل التشغيل وإيقاف التشغيل مرونة إضافية للتحكم في معدل التبديل. جميع وظائف سائق البوابة هذه لها تأثير إيجابي على موثوقية وكفاءة النظام ككل.
إذا كنت ترغب في شراء آلة تجهيز الأغذية ، يرجى الانتباه إلى محرك معالج الطعام.
