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变频器，会造成IGBT模块的炸裂
发布时间:2013-02-08 浏览量:296
由CPU主板来的脉冲信号，经R66加到PC2的3脚，在输人信号低电平期间，PC2形
成由+5 V * , PC2的2, 3脚内部发光二极管、信号源电路到地的输人电流通路，PC2内部
输出电路的晶体管VTl导通，PC2的6脚输出高电平信号(18V峰值)，经R65为驱动后置
放大电路的VTl。提供正向偏流，VT10的导通将正供电电压经栅极电阻R91引人到IGBT的
G极，IGBT开通;在输人信号的高电平期间，PG2的3脚也为+SV高电平，因而无输人电
流通路，PC2内部输出电路的晶体管V T2导通，6脚转为负压输出(lOV峰值)，经R65为
驱动后置放大电路的VT11提供了正向偏流，VT11的导通将供电的负lOV电压—IGBT的
截止电压经栅极电阻R91引人到IGf3T的G极，IGBT关断。在待机状态，PCZ的3脚输人
信号一直维持在十SV高电平状态，则驱动电路一直输出一lOV的截止电压，加到CN1触发
端子上，IGBT一直维持于可靠的截止状态上。
因IGBT栅一射极间结电容的存在，对其开通和截止的控制过程，实质上是对IGBT栅-
射极间结电容进行充、放电的过程，这个充、放电过程形成了一定的峰值电流，故功率较大
的IGBT模块须由VT10, VT11组成的互补式电压跟随放大器来驱动。
PC929驱动IC是兼有对驱动脉冲隔离放大和模块故障检测双重“身份”的。由CPU主
板来的脉冲信号从1/2, 3脚输人到PC923内部的光藕合器，从I1脚输出后，经VT13 ,
VT15两级互补式电压跟随器的功率放大后，引人fGBT2的G极。此为驱动脉冲的信号传输
电路;PC929的9脚为模块故障检测信号输人脚。正常工作状态下，PC923的]11脚输出正的
激励脉冲电压，使VT13导通，VT15截止。VT13的导通，将正偏压加到IGBT2的G极上，
fGBT2进人饱和导通状态。忽略IGBT导通管压降的话，fGBT2的导通即将U输出端与负直
流供电端N短接起来，提供输出交流电压的负半波通路，在导通期间，只要变频器是在额定电流以内运行，IGBT2的正常管压降应在3V以下。
PC929的9脚内部电路与外接R76, R77, V D24, R73, D27等元器件构成了IGBT管压
降检测电路，二极管VD27和负极接人了IGBT2的C极。PC929在发送激励脉冲的同时，内
部模块检测电路与外电路配合，检测IGBT2的管压降，当TGBT2正常开通期间，忽略IGBT2
的导通压降，U点电压与N点电压应是等电位的，N点与该路驱动电源的零电位点为同一条
线。可以看到，V D27的正向导通将a点电压也钳位为零电位点，即PC929的9脚无故障信
号输人，IGBT模块OC信号输出8脚为高电平状态。当变频器的负载电路异常或IGBT2故
障时，虽有激励偏压加到IGBT2的G极，但严重过电流状态(或管子已经开路性损坏)，使
IGBT2的管压降超过7V或更大，U, N之间高电压差使V D27反偏截止，此时a点电压是由
R73引人的、经R78, VD24, R77分压的高于7V的电压值，经R76输人到PC929的9脚。
PC929内部IGBT保护电路起控，对IGBT进行强行软关断动作，同时控制8脚内部晶体管导
通，进而提供了PC4光祸合器的输人电流，于是PC4将低电平的模块OC信号报与CPU，变
频器实施OC故障保护停机动作。
工GBT模块管压降检测电路中的V D24和C48组成消噪电路，以避免负噪声干扰引起误
码保护动作。
让我们看一下驱动电路中R91, R92, R93, R94的作用，实际电路中，这4只电阻在
模块损坏带来的强电压冲击下，造成开路、短路和阻值变大的情况比比皆是。而这4只电阻
的未予修复，会给新换功率模块带来毁灭性的打击。它在电路中究竟起到什么样的作用呢?
R91将驱动脉冲引人到IGBT的G极，表面看来，这是一只限流电阻，限制流人IGBT
的驱动(充电)电流，因管子的开通速度越快越好，开通时间越短越好.电阻的阻值就不
能太大，以避免与fGBT管子的输人结电容形成一个较大时间常数的延时电路，这是不希望
出现的。但过激励也会导致IGBT的损坏。此电阻多为欧姆级功率电阻，随变频器功率的增
加其阻值而减小。此电阻还有一个“真名”。叫栅极补偿电阻，因为IGBT的触发引线有一
定长度，触发脉冲又是数千赫兹的高频信号，所以有一定的引线电感存在。而引线电感会引
起触发脉冲的畸变，产生“电压过冲”现象，严重时会造成IGBT的误开通而造成损坏。接
人R91可对引线电感有所补偿，尽量使引线呈现电阻特性而不是电感特性，有效缓解引线
电感造成的电压过冲现象。
R92并接于IGBT的G, E极间，第一个好处就是，将IGBT输人端的高阻状态变为低阻
状态。我们新购得的IGBT逆变模块，出厂前是用短路线将G, E极短接的，这样万一有异
常电压(如静电)加到G, E极时，短路线将很快将此一异常电压吸收，而避免了1GBT因
输人端子遭受冲击而损坏。电路中并联R92也有同样的用处，在一定程度上将输人的“差
分电压”变为了“共模电压”，消解了异常输人电压的冲击作用。R92对瞬态干扰有一定
的作用，又可称之为“消噪电阻”。R92并接于IGBT的G, E极间，与IGBT的G, E结
电容相并联，此电阻又被称为“旁路电阻”，将瞬态干扰造成的对G, E结电容的充电电
流“旁路掉”，以避免其误开通。R92又形成了IGBT输人结电容的电荷泄放通路，能提
高电荷的泄放速度，对于只采用单电压供电(无负供电电压)的驱动电路，此电阻的作
用尤其重要。
我们说，截止负电压的丢失或幅度不足，会给IGBT的安全运行带来极大的危害，而
R91, R92的断路，使IGBT的触发回路变成了“高阻态”，更易受感应电压冲击，形成G, E结电容的充电流，而造成rGBT的误开通。当拨掉IGBT模块的触发端子后，上电或起动
变频器，会造成IGBT模块的炸裂，原因正源于此 合肥变频器维修培训、变频器维修视频教程请上开店级变频器维修培训中心
成由+5 V * , PC2的2, 3脚内部发光二极管、信号源电路到地的输人电流通路，PC2内部
输出电路的晶体管VTl导通，PC2的6脚输出高电平信号(18V峰值)，经R65为驱动后置
放大电路的VTl。提供正向偏流，VT10的导通将正供电电压经栅极电阻R91引人到IGBT的
G极，IGBT开通;在输人信号的高电平期间，PG2的3脚也为+SV高电平，因而无输人电
流通路，PC2内部输出电路的晶体管V T2导通，6脚转为负压输出(lOV峰值)，经R65为
驱动后置放大电路的VT11提供了正向偏流，VT11的导通将供电的负lOV电压—IGBT的
截止电压经栅极电阻R91引人到IGf3T的G极，IGBT关断。在待机状态，PCZ的3脚输人
信号一直维持在十SV高电平状态，则驱动电路一直输出一lOV的截止电压，加到CN1触发
端子上，IGBT一直维持于可靠的截止状态上。
因IGBT栅一射极间结电容的存在，对其开通和截止的控制过程，实质上是对IGBT栅-
射极间结电容进行充、放电的过程，这个充、放电过程形成了一定的峰值电流，故功率较大
的IGBT模块须由VT10, VT11组成的互补式电压跟随放大器来驱动。
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板来的脉冲信号从1/2, 3脚输人到PC923内部的光藕合器，从I1脚输出后，经VT13 ,
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电路;PC929的9脚为模块故障检测信号输人脚。正常工作状态下，PC923的]11脚输出正的
激励脉冲电压，使VT13导通，VT15截止。VT13的导通，将正偏压加到IGBT2的G极上，
fGBT2进人饱和导通状态。忽略IGBT导通管压降的话，fGBT2的导通即将U输出端与负直
流供电端N短接起来，提供输出交流电压的负半波通路，在导通期间，只要变频器是在额定电流以内运行，IGBT2的正常管压降应在3V以下。
PC929的9脚内部电路与外接R76, R77, V D24, R73, D27等元器件构成了IGBT管压
降检测电路，二极管VD27和负极接人了IGBT2的C极。PC929在发送激励脉冲的同时，内
部模块检测电路与外电路配合，检测IGBT2的管压降，当TGBT2正常开通期间，忽略IGBT2
的导通压降，U点电压与N点电压应是等电位的，N点与该路驱动电源的零电位点为同一条
线。可以看到，V D27的正向导通将a点电压也钳位为零电位点，即PC929的9脚无故障信
号输人，IGBT模块OC信号输出8脚为高电平状态。当变频器的负载电路异常或IGBT2故
障时，虽有激励偏压加到IGBT2的G极，但严重过电流状态(或管子已经开路性损坏)，使
IGBT2的管压降超过7V或更大，U, N之间高电压差使V D27反偏截止，此时a点电压是由
R73引人的、经R78, VD24, R77分压的高于7V的电压值，经R76输人到PC929的9脚。
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模块损坏带来的强电压冲击下，造成开路、短路和阻值变大的情况比比皆是。而这4只电阻
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R91将驱动脉冲引人到IGBT的G极，表面看来，这是一只限流电阻，限制流人IGBT
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人R91可对引线电感有所补偿，尽量使引线呈现电阻特性而不是电感特性，有效缓解引线
电感造成的电压过冲现象。
R92并接于IGBT的G, E极间，第一个好处就是，将IGBT输人端的高阻状态变为低阻
状态。我们新购得的IGBT逆变模块，出厂前是用短路线将G, E极短接的，这样万一有异
常电压(如静电)加到G, E极时，短路线将很快将此一异常电压吸收，而避免了1GBT因
输人端子遭受冲击而损坏。电路中并联R92也有同样的用处，在一定程度上将输人的“差
分电压”变为了“共模电压”，消解了异常输人电压的冲击作用。R92对瞬态干扰有一定
的作用，又可称之为“消噪电阻”。R92并接于IGBT的G, E极间，与IGBT的G, E结
电容相并联，此电阻又被称为“旁路电阻”，将瞬态干扰造成的对G, E结电容的充电电
流“旁路掉”，以避免其误开通。R92又形成了IGBT输人结电容的电荷泄放通路，能提
高电荷的泄放速度，对于只采用单电压供电(无负供电电压)的驱动电路，此电阻的作
用尤其重要。
我们说，截止负电压的丢失或幅度不足，会给IGBT的安全运行带来极大的危害，而
R91, R92的断路，使IGBT的触发回路变成了“高阻态”，更易受感应电压冲击，形成G, E结电容的充电流，而造成rGBT的误开通。当拨掉IGBT模块的触发端子后，上电或起动
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