中頻電阻焊機電源的IGBT保護方法

    電阻焊是一種重要的焊接工藝，具有生產(chǎn)效率高、成本低、節(jié)省材料和易于自動化等特點，中頻直流逆變電阻焊接電源作為一種新型的控制電源，以其顯著的高質(zhì)低耗的特點成為電阻焊電源的發(fā)展方向。

  IGBT是一種用MOS管來控制晶體管的電力電子器件，具有電壓高、電流大、頻率高、導通電阻小等特點，但由于IGBT的耐過流能力與耐過壓能力較差，一旦出現(xiàn)意外就容易損壞，為此，必須對IGBT進行保護，本文從實際應用出發(fā)，總結(jié)了過壓、過流與過熱保護的相關問題和各種保護方法，適用性強、應用效果好。

  中頻逆變直流電阻焊機的供電電源是由三相工頻交流電源經(jīng)整流電路和濾波電容轉(zhuǎn)換成直流電源，再經(jīng)由功率開關器件組成的逆變電路轉(zhuǎn)換成中頻方波電源，然后輸入變壓器降壓后，經(jīng)低管壓降的大功率二極管整流成直流電源，供給焊機的電極，對工件進行焊接?？刂齐娐凡糠钟?/span>DSP和CPLD組成，DSP(TMS320LF2407A)產(chǎn)生的PWM波和檢測信號、保護信號在CPLD(EPM7128S)里現(xiàn)實邏輯運算。

  逆變器通常采用電流反饋實現(xiàn)PWM，以獲得穩(wěn)定的恒定電流輸出，電路原理和波形如圖1所示，圖中U電源為電源電壓，U初級為逆變器輸出中頻電壓，變壓器次級電流為I次級，控制PWM的脈寬可以控制I次級的大小，逆變電流采用全橋結(jié)構(gòu)，主要優(yōu)點是主變壓器工作效率高，其主電路由4個IGBT和中頻變壓器組成，將直流電壓轉(zhuǎn)換成中頻方波交流電壓并送中頻變壓器，經(jīng)降壓整流濾波后輸出，電路的可靠性來自IGBT的穩(wěn)定運行。

  保證IGBT在安全工作范圍內(nèi)并處于較好狀態(tài)下，是提高整機可靠性的關鍵技術，而對IGBT的保護，主要包括過電流保護，過電壓保護和IGBT過熱保護。

  IGBT的大功率管通常只能承受10μs以下的短路電流，當IGBT遇到過流或短路時，若不加保護或保護不當，就會使IGBT損壞。

  M57962AL是IGBT專用驅(qū)動模塊，它采用雙電源驅(qū)動結(jié)構(gòu)，內(nèi)部集成有2500V高隔離電壓的光耦合器和過電流保護電路，以及過電流保護輸出信號端子和與TTL電平相兼容的輸入接口，本文主要應用M57962AL來實現(xiàn)驅(qū)動和過電流保護功能