避免电路中IGBT炸管的措施有哪些
2020-01-09 07:50

  功率晶体管的电压/电流都选得足够大,除了注意自己的人身安全,一般不用担心功率晶体管会损坏。但是在实际产品实验中,功率晶体管技术规格的裕量不可能选得这么大,大电流、高电压环境下工作的诸多因素在实验状态并不可知,上电即烧管子的现象屡见不鲜。

  有些管子的现象比较温和,但是更多的是过流、过压造成的激烈损坏,使功率晶体管“爆炸”,除了自身碎裂,还会导致“放烟花”、“放炮”,这会给实验者的心理造成压力。更为不利的是,炸管往往发生在瞬间,我们没有时间来观察损坏的原因;盲目上电会损坏很多管子,却不能解决问题。

  如果经常需要做功率电路实验,如何避免炸管是个很现实的问题。要避免炸管,工程师们自然各有各的方法,下面推荐的是一种较为业余的方法,供入门者参考。

  1、用接触式调压器构建实验凯发娱乐k8com下载电源

  接触式调压器又称为自耦调压器(图1),虽然与市电不隔离,却可以获得连续可调的电压;加上整流滤波电路后,还可以获得直流电压连续可调的电源,电源功率取决于自耦调压器和整流滤波电路。

  

  自耦调压器是一种标准的工业设备,功率从0.5kW到几kW、数十kW。需要注意的是,自耦调压器的功率指的是输入功率,或者是指变压比为1:1时的输出功率,当输出电压比较低的时候,输出功率会大幅度减少。

  自耦调压器有单相的,也有三相的,可以根据现场情况准备。用单相自耦调压器构建的功率实验电源的电路原理图如图2所示,电路采用搭焊即可;K1、K2为机械式电源开关,不限于图中的形式;电源开关和自耦调压器要放在自己触手可及的地方。

  

  之所以要准备这样一台功率实验电源,是因为功率晶体管发生炸管,无非是主电路的电流过大或者电压过高(同样会引起电流过大);对于IGBT而言,就是流过集电极—发射极的电流太大了;栅极(基极)驱动不当也会导致主电路的电流过大或者电压过高。无论是何种原因导致炸管,只要主电源的电压不高,就不会引起炸管。有了自耦调压器构建的实验电源,实验时主电路上电可以从0逐渐升高,不会炸管;即使炸管,我们也有时间找到炸管的电压临界点,在该临界点以下调试电路即可。

  换言之,有了这样的实验电源,做电路实验时,一般不会炸管,即使发生了炸管,我们也有时间和条件找出炸管的原因来。

  2、为驱动电路和控制电路准备单独的直流电源

  为了做电路实验的方便,仅仅有实验电源是不够的,这只满足了主电路的需要。功率晶体管一般工作在高速开关状态,驱动与控制电路的电源(辅助电源、副电源)是必不可少的。

  如果辅助电源在系统中是完全独立的,当然比较方便。不过,很多时候,辅助电源会和主电源都有着这样、那样的联系。在做电路调试时,为了避免主电路和驱动控制电路互相干扰,应该同时准备独立的辅助电源。

  驱动和控制电路一般需要12~25V的直流电源;如果有数字控制电路,可能需要5V的电源。因此,我们最好准备一台5~30V的可调直流电源,能同时输出5V、12V、24V并且各自独立可调。市场上各种现成的维修电源,可以满足上述要求。

  如果条件有限,也可以自制,用工频变压器和常见的LM317即可以方便地搭建直流可调电源。本节介绍的是更为简单的一种方法,用2~3台闲置的PC电源来搭建辅助电源。即使手中没有闲置的电脑电源,在电脑市场上花10元钱也可以淘到适用的二手电脑电源,搭建成我们所需要的辅助电源的成本不超过30元。

  PC电源有3组主输出:3.3V、5V、12V,电流输出能力都相当乐观。这里,我们不是奔着输出功率来的,而是其低廉的价格,还易于购买。另一优点是,PC电源是非常成熟而且生产批量很大的产品,其保护功能完善,标准化程度艮高。

  图3是用2台PC电源搭建辅助电源的关键步骤。

  

  (1)将两台PC电源叠加起来,中间垫一层木板或者其他绝缘物,保证二者的外壳绝对不会碰触,然后捆扎起来。当然,让二者分开放置,能保证外壳不会接触也可。

  (2)让PC电源上电即处于工作状态。目前常见的PC电源为ATX电源,上电即处于待机状态,需要主板配合才能工作。按图3处理一下,PC电源即可上电处于工作状态。

  (3)将电源输入线(接市电的电源线)的地线插头去掉。两台PC电源需要两条电源线,不要用那种1分2的电源线。

  经过上述处理,两台PC电源各自任意一组输出就可以串联了。假设两台PC电源为电源A、B。如果电源A的5V与电源B的3.3V串联,就可以得到8.3V的直流电源;电源A的12V与电源B的12V串联,就可以得到24V的直流电源,依次类推。

  需要特别注意的是,只能将两台电源之间的各一组输出相串联,一台电源的各组输出不能串联。这样,我们最高可以得到1组24V的直流电源,足以满足多数情况下我们对辅助电源的需要了。

  如果需要更高的电压规格,可以用3台PC电源实现,得到最高36V的直流电源,花费的成本也不会超过100元。

联系方式

电话:

传真:

邮箱:admin@admin.com

地址:广东省广州市番禺经济开发区58号