IGBT模塊_IPM主電路設(shè)計關(guān)鍵技術(shù)

逆變式主電路有單端正激、

雙單端、

半橋、

全橋

等形式

IPM/IGBT模塊逆變式主電路有單端正激、雙單端、半橋、單相全橋、三相全橋等形式。三相全橋拓?fù)潆娐啡缦聢D： 逆變電路主要負(fù)責(zé)電能轉(zhuǎn)化，即將輸入的直流電能轉(zhuǎn)化為電機(jī)負(fù)載可用的三相交流電能，為電機(jī)提供能源。上所示為逆變電路原理圖，這個逆變電路由6個 絕緣柵雙極晶體管T1～T6及續(xù)流二極管D1～D6組成。通過控制IGBT管T1～T6的通關(guān)斷將輸入的直流電源逆變成頻率可調(diào)的矩形波交流電輸出到三相電機(jī)。其續(xù)流二極管D1～D6的作用是當(dāng)T1～T6由導(dǎo)通變?yōu)榻刂箷r，為儲存在電動機(jī)線圈中的電能提供釋放通道；當(dāng)電動機(jī)制動時，為再生電流提供回流到直 流電源的通道。

主電路直流母線采用形式：
10~100A：PCB板
150~300A：匯流排
400A~1000A：疊層母線(下圖) 應(yīng)用于交-直-交 型變頻器主電路直流電路的一種直流母線結(jié)構(gòu)，其特征是用薄銅板制作的銅排Ｐ與銅排Ｎ及電解電容連接銅排Ｍ緊貼，中間用絕緣紙絕緣并用塑料卡子鎖緊固定，在順電解電容排列方向有特定的限流槽，其結(jié)構(gòu)特點是能有效降低電路中的寄生電感，降低了du/dt，改善了整個電路主回路的電氣性能。
吸收電路設(shè)計：
由于電路中分布電感的存在，加之IGBT開關(guān)速度較高，當(dāng)IGBT關(guān)斷時及與之并接的反向恢復(fù)二極管逆相恢復(fù)時，會產(chǎn)生很大的浪涌電壓Ldi/dt，從而 威脅IGBT的安全。因此必須采取措施抑制浪涌電壓，保護(hù)IGBT不被損壞。可以采用加裝保護(hù)吸收電路的辦法來抑制浪涌電壓。其原理圖如下圖所示，該保護(hù) 吸收電路有良好的抑制效果，具有保護(hù)吸收中發(fā)生損耗小的優(yōu)點。 1. 保護(hù)電路原理分析：
以開關(guān)管T1關(guān)斷時刻為起點來分析吸收電路的工作原理，其工作過程可分為：線性化換流、母線寄生電感Lp諧振能量和吸收電容Cs放點共3個階段。
線性化換流階段從開關(guān)管T1接收關(guān)斷信號開始到開關(guān)管T1全截止結(jié)束。流過母線寄生電感Lp的母線電流經(jīng)T1和吸收電路2條支路分流。
在線性化換流階段結(jié)束后，開關(guān)管T1完全截止。此時，主回路寄生電感Lp與吸收電容Cs產(chǎn)生諧振，Lp中儲存的能量向Cs轉(zhuǎn)移。當(dāng)吸收電容上電壓達(dá)到最大值，即諧振峰值時，諧振電流i為零，吸收電路二極管D2截止，箝位電壓防止有振蕩。
在第二階段結(jié)束之后，吸收電容Cs上過沖能量通過吸收電阻R、電源和負(fù)載放電。在放電過程中，近似認(rèn)為負(fù)載是恒流源。