还必要更进一步的毛病诊断手艺

(2)过热(0T):正在接近IGBT芯片的绝缘基板上安拆了一个温度传感器,当IPM温度传感器测出其基板的温度跨越温度值时,发生过热,门极驱动电,输出毛病信号Fo。

(4)短(SC):若负载发生短或节制系统毛病导致短,流过IGBT的电流值跨越短动做电流,则立即发生短,门极驱动电,输出毛病信号。跟过流一样,为避免发生过大的电流变化率di/dt,大大都IPM采用两级关断模式。为缩短过流的电流检测和毛病动做问的响应时间,IPM内部利用及时电流节制电(RTC),使响应时间小于100 ns,从而无效了电流和功率峰值,提高告终果。

IPM内部设有栅极驱动节制电、毛病检测电和各类电,采用带有电传播感器的IGBT芯片,用以监测IGBT的从电流。而内部毛病电次要用以检测过流、过热和欠压等毛病。图2为IPM功能框图。

跟着电子手艺的成长,功率半导体手艺曾经成为现代电力电子手艺的焦点。以绝缘栅双极型晶体管(IGBT)为代表的功率器件,正在浩繁工业节制范畴获得越来越普遍的使用。IGBT做为一种典型的双极性MOS复合型功率器件,集MOSFET取GTR(大功率晶体管)的长处于一身,既具有输入高,开关速度快,热不变性好和驱动电简单的利益,又具有通态电压低,耐压高和承受电流大的长处。IPM(intelligent power

IPM逆变器节制信号由DSP节制单位发生,DSP选用了TI公司的TMS320F2812数字信号处置芯片。功率驱动电的输入(即IPM的节制信号)由

当IPM发生UV、OC、OT、SC中任一种毛病时,IPM将当即输出毛病信号Fo,该毛病信号持续时间tFo为1.8 ms(SC持续时间会长一些),此时间内IPM会门极驱动,关断IPM。当毛病输出信号持续时间竣事后,IPM内部会从动复位,门极驱动通道从头。

IPM器件本身发生的毛病信号连结性的,若是正在tFo竣事后毛病源仍然没有被解除,则IPM就会反复从动的过程,频频动做。过流、短、过热动做都常恶劣的运转情况,设想时应避免其频频动做,因而仅靠IPM内部电还不克不及完全实现器件的。为了使系统实正平安、靠得住地运转,凡是需要设想辅帮的外围电。同时,IPM对欠压、过流、短和过热等毛病发生时,均输出统一个毛病信号Fo因此从控系统无法判断毛病发生的具体缘由,还需要更进一步的毛病诊断手艺。

IPM是由高速低功耗的IGBT芯片和优先的门级驱动及电形成,如图1所示。按照内部功率电设置装备摆设的分歧,IPM分为H型、D型、C型和R型4种。图中,H型内部封拆1个IGBT,D型内部封拆2个IGBT,C型内部封拆6个IGBT,R型内部封拆7个IGBT。

module)做为一种智能功率模块,它以IGBT为根本,内部集成了逻辑、节制、检测和电,取通俗IGBT比拟,正在系统机能和靠得住性上均有很大的提高,同时因为IPM通态损耗和开关损耗都比力低,使散热器的尺寸减小,故整个系统的体积减小了良多,顺应了功率器件的成长标的目的,从而使用范畴越来越广。

IPM的功能包罗节制电压欠压、过热、过流和短。若是IPM模块中的一种电产活泼做,其内部的IGBT栅极驱动单位就会关断门极电流并输出一个毛病信号(Fo)。

正在现实的电源调试过程中,虽然输出的电流达到了20 A,但IPM工做仍然十分不变,通过报酬设置毛病,IPM电反映敏捷,同时无效输出毛病信号,从了功率器件,提高了电源的不变性。

IPM正在使用时起首应留意型号的选择,分歧型号的IPM其耐压损坏值分歧,为了避免电压过高(好比浪涌电压)形成的IPM损坏,正在选择时必需合理地预留一部门裕量。IPM正在工做形态时,流经的电流凡是都比力大,因此散热比力主要,为了避免温度升高损坏IPM,利用时要选用较好的散热器,而且IPM取散热器之问应涂抹一层平均的硅脂。为了避免IPM驱动电中地线噪声的影响,设想时应留意将驱动电压彼此隔离。为了防止IPM上下臂开关同时打开,设想时应留意采用死区节制体例。

IPM内置的驱动和电使系统硬件电简单、靠得住,缩短了系统的开辟周期,也提高了系统正在毛病环境下的能力。取通俗的IGBT模块比拟,因为添加了电,因此IPM正在系统机能及靠得住性方面都有很大的提高。

电力机车中的110 V稳压电源是为机车上的各类节制器件以及仪表照明和信号显示屏等相关设备供给动力,因此对整个电力机车来讲至关主要。电力机车110 V稳压电源的输出功率大,对不变性和靠得住性要求很是高。为了满脚系统要求,采用了分布式布局,操纵多个逆变模块,通过负荷分管的体例来构成大功率系统。同时,采用IPM智能功率模块做为逆变器从元件,操纵DSP节制单位来发生逆变器的节制信号,从而提高了系统的靠得住性和可节制性。

(1)节制电压欠压(UV):IPM利用单一的15 V供电,若供电电压低于12.5 V,且时间跨越toff=10 ms,发生欠压,门极驱动电,输出毛病信号Fo。如图3所示。

对桥臂的驱动选用HCPL4504高速光电耦合器件,正在光电耦合器件的选型上,而正在毛病反馈回,其电如图5所示。笔者正在“电力机车模块化分布式110 V曲流稳压电源”项目当选用了日本东芝的IPM模块PM75CSA120做为逆变器从元件。选用低速光电耦合器件PC817,M75CSAl20取从节制电板采用光电耦合器件进行隔离,按照PM75CSAl20驱动的要求,适合本系统的使用。这两种光电耦合器件都具有很好的共模特征,

IPM做为一种智能功率器件,以其损耗小,开关速度快,耐压品级高,体积小,靠得住性高档诸多长处,正在电力电子手艺范畴曾经被越来越普遍地使用。IPM正在大功率逆变电源的使用中,减小了电源的体积和分量,提高了转换效率,了电源的不变靠得住机能。

TMS320F2812的事务办理器模块包含了两个功率驱动中缀引脚(PDPINTx,x=A或B),当IPM过压、过流、短及温度的急剧上升时,只需PDPINTx的中缀未被屏障,则该引脚将被拉低,所有的事务办理器输出引脚均被硬件设置为高阻态。因而功率驱动中缀引脚可用来监测曲流电源的非常环境,同时实现毛病。

(3)过流(0C):若流过IGBT的电流值跨越过流动做电流,且时间跨越toff,则发生过流,门极驱动电,输出毛病信号Fo。为避免发生过大的电流变化率di/dt,大大都的IPM采用两级关断模式。如图4所示。