A316J的14、16脚相当于并联在IGBT的C、E极上,并且16脚直接引入信号地线,脉冲传输期间,芯片内部同时在14脚发送一个“侦测脉冲”,如果IGBT导通良好,14脚的脉冲会被“削顶”至7V以下。如果IGBT导通管压降大于7V,则14、16脚之间的“侦测脉冲”的电压幅度自然会高于7V,A316中止并封锁11脚脉冲的传输,同时启动报警机制,表现为6脚电压被锁定于0V低电平上。这个保护动作过程较为明晰并容易理解。说到底,A316J是以信号地,EU/AN点(接于IGBT的发射极)作为零参考电位,C极电位的高低,就有针对性了,
到了PC929,因为检测引脚没有和信号地相连接,被驱动IGBT的发射极不是直接连接到PC929引脚,那么这个采样IGBT导通管压降的基准是如何确立的?
我以前说过的当IGBT导通管压降超过7V时,电路产生保护动作,可能是参考了某资料,也可能是与A316J的保护阀值弄混了,二者皆有可能。还有人说,“当IGBT管压降达3V以上时保护电路动作”,这个结论放在某一具体的电路当中,可能是成立的,换了块电路板,保护动作阀值就变了,不是通用的标准。也有人说,PC929内部设定保护动作阀值是6V,我查了英文资料的说明书(目前尚查不到中文的),看了个半懂不通,其中VCTH值为6V,VCHIS值为2V,有“Vcc-6V”字样,因而又有人说,这个内部基准是Vcc供电值减去6V,将其说成是动作阀值为6V,显然又南辕北辙了。
先说下,Vcc-6V,若PC929的13、14脚供电电压为24V,减掉6V剩下18V(注意此处的18V,不是指IGBT管压降到达了18V以上电路才动作,此处的18V是指用PC929的14脚做为0V基准来说的);以信号地(IGBT的发射极)作为0V基准点,若14脚供电为-10V,13脚供电为+14V,再看这个动作阀值自然为14V-6V = 8V(这才是IGBT的管压降动作值!)。显然电源电压的设置,确定了PC929的动作保护阀值!换一种电源设置来看,若14脚供电为-12V,13脚供电为+12V,再看这个动作阀值自然为12V-6V = 6V。保护动作阀值立马变更!换言之,如果不针对具体的驱动电路来说话,把PC929的保护动作阀值说成是几伏,都是没法确定的,也可能都是对的。可不是吗?
因而这个6V,和A316J的7V,它不是一码事儿!PC929是依据电源电压确立动作阀值,是活的;A316则是定好了的,通用的,7V精准的管压降保护动作阀值。放在哪块电路板上,都准的。
从PC929资料中的驱动电路(见图1)示例来看,9脚外围电路相对简单,上述分析是成立的。
图1单电源供电下的PC929驱动电路
9脚外电路仅有Rc、Cp和隔离二极管等3只元件,Rc、Cp决定着保护动作的时间常数,但不能决定IGBT导通管压降的动作阀值,显然其动作阀值是内部电路和供电电压所决定的。好在IGBT的发射极与14脚供电端是共地的,可以形成自然的比较基准。若确定Vcc = 15V,内部电路的动作阀值为15V – 6V = 9V,可否这样认为:脉冲到来时,当IGBT的导通管压降大于9V时,触发内部电路的保护动作,11脚输出的激励脉冲被即时中止,因而对本电路而言,IGBT导通管压降的保护动作阀值为9V。
但是,从变频器的驱动电路实例来看,驱动芯片的供电大多采用24V左右的工作电源,而且IGBT的发射极与24V电源并不共地,这样一来,PC929是依据什么的基准来确立保护动作阀值的呢?这件事儿让我多年以来纠结不已,是到了该结束的时候了。
图2 汶上MEBP3型30kW变频器U相上臂驱动电路
图2电路实例其实与图1非常接近,设UP+为+15V,UP-为-10V时。因为PC3仅是供电端引入了UP+和UP-,EU(供电零点,也是IGBT的发射极)零点未没有发生和PC3的直接连接,而保护动作仍然以采样C、EU点电压降作为动作参考。那么此电路的保护动作阀值是多少呢?
将 EU设为基准零点后,芯片内部动作阀值为15-6 = 9V,据实测,IGBT在流通标称电流(而实际应用电流值约为标称电流的二分之一)时,其管压降在3V以下。9V时保护起控,超出标称电流的3倍以上,即过载电流达变频器额定电流的6倍以上时,PC3才有封锁脉冲的动作产生。是否这个条件对IGBT模块太过苛刻呢?
近期生产的变频器产品,有的设计是在9脚外电路中,串加了5V的稳压保护二极管,如图3所示。
图3 添加Z1的9脚管压降检测电路
这样一来,当IGBT导通管压降达到4V以上时(因为Z1分担了5V的动作电压),PC929芯片就是产生保护动作了,添加稳压二极管,是提高了保护灵敏度,压缩了IGBT的保护空间啊。
图4 PC929的9脚复杂一点儿的外电路
这是本人多年以前测绘的东元变频器的驱动电路,IGBT管压降检测输入脚9脚外电路稍微复杂一点儿,若忽略D22的电压降,从R35、R36、R34分压电路的阻值不难看出,90%以上的电压降都在R34两端,其分压远高于Vcc-6V。若仍旧设NV+ = +15V,NV- = -10V,AN = 0V,则在11脚输出脉冲期间,9脚同时有“侦测电平9V”来到,若C和AN之间IGBT管压降低于9V,R34分压点电流经D21、C、AN流通,分压点高电位被拉低,D22反偏截止,9脚输入电平为0,PC929内部保护电路不产生动作;若C和AN之间IGBT管压降高于9V,D21截止,D22导通,R34分压点高电位向9脚产生流入电流,内部保护电路动作,11脚脉冲被中止。
以手头的电路实例来看,9脚外围确实仍不能确立PC929的动作阀值,仍然是由供电电源确定着这个动作阀值!
啰嗦了以上,我感觉自己是大概其是已经说明白了(首先我自己感觉是接近明白了,故与大家分享一下,也请指正),不知掌柜们听明白了没有啊。欢迎分享您宝贵的看法!
咸庆信
2024年10月23日,家中
最后修改:2024/10/25 9:16:02