新乡科士达UPS电源YDC9310

新乡科士达UPS电源YDC9310ups在使用过程中，经常受到容性或感性负载的冲击、过负荷甚至负载短路等，以及ups的误操作，可能导致igbt损坏。igbt在使用时的损坏原因主要有以下几种情况： ①过电流损坏; igbt有一定抗过电流能力，但必须注意防止过电流损坏。igbt复合器件内有一个寄生晶闸管，所以有擎住效应。图5为一个igbt的等效电路，在规定的漏极电流范围内，npn的正偏压不足以使npn晶体管导通，当漏极电流大到一定程度时，这个正偏压足以使npn晶体管开通，进而使npn和pnp晶体管处于饱和状态，于是寄生晶闸管开通，门极失去了控制作用，便发生了擎住效应。igbt发生擎住效应后，漏极电流过大造成了过高的功耗，zui后导致器件的损坏。过电压损坏; igbt在关断时，由于逆变电路中存在电感成分，关断瞬间产生尖峰电压，如果尖峰电压过压则可能造成igbt击穿损坏。 桥臂共导损坏;过热损坏和静电损坏。 3、igbt损坏的解决对策 过电流损坏 为了避免igbt发生擎住效应而损坏，电路设计中应保证igbt的zui大工作电流应不超过igbt的idm值，同时注意可适当加大驱动电阻rg的办法延长关断时间，减小igbt的di/dt。驱动电压的大小也会影响igbt的擎住效应，驱动电压低，承受过电流时间长，igbt必须加负偏压，igbt生产厂家一般推荐加-5v左右的反偏电压。在有负偏压情况下，驱动正电压在10—15v之间，漏极电流可在5～10μs内超过额定电流的4～10倍，所以驱动igbt必须设计负偏压。由于ups负载冲击特性各不相同，且供电的设备可能发生电源故障短路，所以在ups设计中采取限流措施进行igbt的电流限制也是必须的，可考虑采用igbt厂家提供的驱动厚膜电路。如fuji公司的exb841、exb840，三菱公司的m57959al，57962cl，它们对igbt的集电极电压进行检测，如果igbt发生过电流，内部电路进行关闭驱动。这种办法有时还是不能保护igbt，根据ir公司的资料，ir公司推荐的短路保护方法是：首先检测通态压降vce，如果vce超过设定值，保护电路马上将驱动电压降为8v，于是igbt由饱和状态转入放大区，通态电阻增大，短路电路减削，经过4us连续检测通态压降vce，如果正常，将驱动电压恢复正常，如果未恢复，将驱动关闭，使集电极电流减为零，这样实现短路电流软关断，可以避免快速关断造成的过大di/dt损坏igbt，另外根据三菱公司igbt资料，三菱推出的f系列igbt的均内含过流限流电路(rtccircuit)，如图6，当发生过电流，10us内将igbt的启动电压减为9v，配合m57160al驱动厚膜电路可以快速软关断保护igbt。 ②过电压损坏防止过电压损坏方法有：优化主电路的工艺结构，通过缩小大电流回路的路径来减小线路寄生电感;适当增加igbt驱动电阻rg使开关速度减慢(但开关损耗也增加了);设计缓冲电路，对尖峰电压进行抑制。用于缓冲电路中的二极管必须是快恢复的二极管，电容必须是高频、损耗小，频率特性好的薄膜电容。这样才能取得好的吸收效果。常见电路有耗能式和回馈式缓冲电路。回馈式又有无源式和有源式两种，详细电路设计可参见所选用器件的技术手册。 ③桥臂共导损坏 在ups中，逆变桥同臂支路两个驱动必须是互锁的，而且应该设置死区时间(即共同不导通时间)。如果发生共导，igbt会迅速损坏。在控制电路应该考虑到各种运行状况下的驱动问题控制时序问题。 ④过热损坏 可通过降额使用，加大散热器，涂敷导热胶，强制风扇制冷，设置过温度保护等方法来解决过热损坏的问题。此外还要注意安装过程中的静电损坏问题，操作人员、工具必须进行防静电保护。 4、结论 ①igbt兼具有功率mosfet和gtr的优点，是ups中的充电、旁路开关、逆变器，整流器等功率变换的理想器件。 ②只有合理运用igbt，并采取有效的保护方案，才可能提高igbt在ups中的可靠性。

新乡科士达UPS电源YDC9310

北京金业顺达科技有限公司