IGC2.7型IGBT斩波器控制板

一、概述
  IGC2.7型IGBT斩波器控制板是在IGC2.1型IGBT单管驱动板的基础上增加PWM脉冲形成,外部故障(过流、过压、超速等)保护电路,驱动级欠饱和、短路保护、软关断及降栅压等保护自保持电路后形成的,与IGC2.1型单管驱动板相比,它可驱动的IGBT容量大为提高,性能更加完备。
二、主要技术指标
  1.应用SG3526作为PWM脉冲形成芯片,故输出PWM脉冲频率可调范围从2~200kz;
  2.以IGBT专用厚膜驱动器HL403B作为核心芯片,外加功率放大使其可驱动容量在600A/1200V以内的IGBT单管式模块;
  3.在IGC2.1型单管驱动板的基础上增加外部电路故障(过流或过压)保护和末级软关断、降栅压、欠饱和等保护自保持电路,使被驱动IGBT运行在更安全的状况,使保护功能更迅速、完善;
  4.结构紧凑、控制板尺寸小、布线合理,满足了高频工作的需要;
  5.可用于直流斩波器、交流调速或直流调速的能耗制动回路中驱动单管功率IGBT;
  6.外部电路故障保护输入电压信号(1~12V/50mA);
  7.工作电源电压:三路交流双20V/0.2A及一路22V/0.1A;
  8.输出最大负载能力(±15V)20mA;
  9.可外控(板外)及内控(板内)调整PWM脉冲的占空比(10%~100%),外控制时输入调整PWM脉冲宽度的电压信号电压为0~5V;
  10.外形尺寸为:长×宽×高=187mm×107mm×30mm。
  11.安装孔距尺寸为:长×宽×高=177mm×94mm,安装孔距为4-φ4.5.

三、用户须知及使用方法
  IGC2.7型IGBT单管驱动板的元件布置图示意图如图1所示。由图可知,在它的板内共有4个可调电位器,输入输出接插件共3个。现分别介绍其作用、接线及调节方法。
  1.各电位器的作用及调节方法
  P1为用户故障(过压、过流、超速等)保护门槛调节电位器,顺时针调节该保护门槛减小,逆时针调节保护门槛增加;P4为用户故障信号等效实际取样值调节电位器,顺时针调节该等效取样值增加,逆时针调节该等效取样值减小;P2为板内给定电位器,顺时针调节输出PWM脉冲的宽度降低,逆时针调节输出PWM脉冲的宽度升高;P3为输出PWM脉冲频率调节电位器,顺时针调节输出PWM脉冲频率增加,逆时针调节输出PWM脉冲频率减小。
  2.各接插件的对外接线方法

  (1)接插件S1中的a、GND、b接电源变压器的副边绕组,要求电压为双18V,其中间抽头接GND,而两个极性相反的18V分别接a和b;S1中L1、L2分别给出故障(外部故障)保护条件下封锁用户系统或用户系统同步的电平信号,其中L1在正常状态下为高电平,在保护状态下为低电平,而L2则与L1刚好相反;I1接霍尔电流传感器的输出信号,I2接霍尔电流传感器取样参考地端。
  (2)接插件S2中的GND、+15V、-15V分别接霍尔电流传感器工作时所需的参考地、正电源及负电源连接端,±15V可供出的最大电流为20mA。S2中的P、G与GND端可以外接一阻值不小于10k、功率不小于1W的电位器,作为外部控制PWM脉冲宽度的给定,此时应把板内的P2中间头断开,以免板内的P2与外接电位器之间互相影响,应注意的是G接该电位器的中间头,而P与GND分别接其两固定端。
  (3)接插件S3中C、G、E分别接被驱动的功率IGBT的集电极、栅极及发射极、且随着被驱动IGBT的不同,接于板内的电阻R24的阻值应有所不同,其推荐值如下表所列。


图1 IGC2.7型驱动板的元件排列图 (上图点击可放大)
  为避免干扰及使被驱动IGBT可靠工作,建议从S3到IGBT栅-射极之间的引线应短于0.5m,且G、E两点引出的两根线尽可能采用双绞线或同轴电缆屏蔽线。同时应注意到,在同容量条件下,由于不同公司生产的IGBT其栅极参数是有区别的,所以R24的最终值应以被驱动IGBT工作的性能最佳(即Vce过冲尖峰电压及导通与关断压降几个因素的折中)为最好。接插件S3中的F、D之间接驱动级的工作电源,该电源可为直流(+28V/0.2A)亦可为交流(20V/0.2A)。为把干扰降到最小,建议从直流供电电源(若F、D之间接直流时)或交流电源变压器副边(若F、D之间接交流时)到S3插座之间的引线采用双绞线或同轴电缆屏蔽线,且引线越短越好。剩余的A、B之间为用户系统故障保护后给出的常闭接点信号(触点容量380V/0.5A或220V/1A),使用户可用该触点来分断用户系统主电路。
四、应用举例

2 IGC2.7型IGBT控制板用于直流斩波调速系统示图

  IGC2.7型IGBT斩波器控制板的上述优良性能,使其可方便的用来驱动容量在600A以内的功率IGBT,现以其用于直流斩波调速系统为例来说明其应用接线。该系统中应用的IGBT,在利用了板内自有的被驱动IGBT短路、欠饱和、降栅压及软关断保护外,还应用了外部负载过流保护,其电流取样信号是应用霍尔电流传感器HL来得到的。



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