中頻電阻焊機(jī)電源的IGBT保護(hù)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(dòng)化等特點(diǎn)，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(diǎn)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(dǎo)通電阻小等特點(diǎn)，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(jìn)行保護(hù)，本文從實(shí)際應(yīng)用出發(fā)，總結(jié)了過壓、過流與過熱保護(hù)的相關(guān)問題和各種保護(hù)方法，適用性強(qiáng)、應(yīng)用效果好。

  中頻逆變直流電阻焊機(jī)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(guān)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(jī)的電極，對工件進(jìn)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(hù)信號在CPLD(EPM7128S)里現(xiàn)實(shí)邏輯運(yùn)算。

  逆變器通常采用電流反饋實(shí)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(diǎn)是主變壓器工作效率高，其主電路由4個(gè)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(yùn)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(jī)可靠性的關(guān)鍵技術(shù)，而對IGBT的保護(hù)，主要包括過電流保護(hù)，過電壓保護(hù)和IGBT過熱保護(hù)。

  IGBT的大功率管通常只能承受10μs以下的短路電流，當(dāng)IGBT遇到過流或短路時(shí)，若不加保護(hù)或保護(hù)不當(dāng)，就會(huì)使IGBT損壞。

  M57962AL是IGBT專用驅(qū)動(dòng)模塊，它采用雙電源驅(qū)動(dòng)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(hù)電路，以及過電流保護(hù)輸出信號端子和與TTL電平相兼容的輸入接口，本文主要應(yīng)用M57962AL來實(shí)現(xiàn)驅(qū)動(dòng)和過電流保護(hù)功能