電磁爐中的IGBT管驅(qū)動保護(hù)電路如下圖所示。
該電路采用的是單電源15V供電方式,IGBT管的柵極電壓可以為+15V,以保證IGBT管的正常導(dǎo)通與關(guān)斷。
IGBT管的控制輸入信號由A點(diǎn)輸入,當(dāng)輸入高電平的時候,Q4導(dǎo)通,則B點(diǎn)為高電平,從而驅(qū)動Ql導(dǎo)通,Q2截止,使得D點(diǎn)電壓為+15V,然后通過電阻R2驅(qū)動IGBT管。此時VD4相當(dāng)于開路,R2為斷開的。
VD1、VD2為15V的穩(wěn)壓二極管,它們可以控制IGBT管的G點(diǎn)電壓在15V,控制IGBT管導(dǎo)通。當(dāng)A點(diǎn)輸入的是低電平時,Q4截止,B點(diǎn)為低電平,從而驅(qū)動Q2導(dǎo)通,Ql截止,D點(diǎn)電平較低。這時Rl與R2認(rèn)為是并聯(lián)的,使得IGBT管呈截止?fàn)顟B(tài)。
IGBT管的短路電流的大小與柵極電壓有關(guān),在實(shí)際應(yīng)用中,可以通過減少柵極電壓來降低短路電流或延長承受短路電流的時間。在電磁振蕩過程中,其振蕩頻率為30~40kHz,在一個周期中IGBT管開通的時間是15~25μs。當(dāng)發(fā)生過流情況時,IGBT管的c、e極兩端的電壓會升高,使得VD7相當(dāng)于斷開了,這時IGBT管導(dǎo)通,B點(diǎn)電壓為15V,二極管VD6導(dǎo)通,然后通過R6、R7為電容器Cl充電。如果過流時間超過2μs,C點(diǎn)的電壓使得穩(wěn)壓二極管VD5導(dǎo)通,導(dǎo)致Q3處于導(dǎo)通狀態(tài)。
在該電路中,選用的穩(wěn)壓二極管VD3為10V的,這樣由于VD3的鉗位作用,可有效地降低IGBT管的柵極電壓UGE。根據(jù)IGBT管的驅(qū)動特性,可以延長IGBT管的短路電流的承受時間。
在電磁振蕩電路中,IGBT管開啟的時間很短,采取這種降低柵極電壓的方法可以有效地保護(hù)器件。
兩個穩(wěn)壓二極管可以有效地鉗位D點(diǎn)的電壓不超過15V。在D點(diǎn)與地線之間接上一個幾十千歐的電阻,這樣可以作為柵極驅(qū)動電壓的過壓保護(hù)。在IGBT管關(guān)斷的時候,二極管VD4導(dǎo)通,此時柵極電阻RG則相當(dāng)于是Rl與R2兩個電阻并聯(lián)的阻值,這樣使得柵極電阻RG更小,可以有效地起到集電極電流變化過大的保護(hù)作用。
電磁爐中的IGBT管驅(qū)動電路如下圖所示。振蕩電路輸出幅度約為4.1V的脈沖電壓,此電壓不能直接控制IGBT管的飽和導(dǎo)通及截止,所以必須通過驅(qū)動電路將信號放大。
該電路的工作過程如下:
?、賄8處于OFF狀態(tài)時(V8=0V),V8<V9,Vl0為高電平,Ql導(dǎo)通,Q4截止,IGBT管的G極電壓為0V,IGBT管截止。
②V8處于ON狀態(tài)時(V8=4.1V),V8>V9,V10為低電平,Ql截止,Q4導(dǎo)通,+18V電壓通過R23、Q4和Ql的e極加至IGBT管的G極,IGBT管導(dǎo)通。
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