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变频器常用功率模块IPM的特点及内部结构原理
浏览:0 发布日期:2020-02-28

  智能功率模块将功率开关和驱动电路集成在一起,而且还设有过电压、过电流、过热等故障检测电路,并将检测信号送给CPU。它具有体积小、功能多、功耗小、使用方便等优点,被广泛应用于通用变频器之中。下面成都ABB变频器维修师傅为大家分享。

精品国产自在现线拍国语  IPM是将主开关器件、续流二极管、驱动电路、过电流保护电路、过热保护电路和短路保护电路以及驱动电源不足保护电路、接口电路等集成在同一封装内,形成的高度集成的智能功率集成电路。

  IPM的主要特点

  1.驱动电路

  在IPM内部设置了高性能的驱动电路,具有出现故障后自动软关断IGBT的功能,同时,由于结构紧凑,驱动电路与IGBT之间距离极短,抗干扰能力强,输出阻抗又很低,不需要加反偏电压,简化了驱动电路电源,仅需提供1组下桥臂的公共电源和3组上桥臂的独立“浮地”电源。

  2.欠电压保护

  每个驱动电路都具有欠电压(UV)保护功能。无论什么原因,只要驱动电路电源电压Ucc低于欠电压阀值Uuv时间超过10ms,IPM就会关断,同时输出一个故障报警信号。

  3.过热保护

  IPM内部绝缘基板上设有温度传感器,当温度超过过热断开阀值时,IPM内部的保护电路就会阻止门极驱动信号,不接受控制输入信号,直至过热现象消失,保护器件不受损坏,同时输出过热故障信号。当温度下降到过热复位阀值时,电路自动恢复正常工作。

  4.过电流、短路保护

精品国产自在现线拍国语  IPM中的IGBT电流传感器是射极分流式,采样电阻上流过的电流很小,但与流过开关器件上的电流成正比例关系,从而取代了大功率电阻、电流互感器、霍尔电流传感器等电流监测组件。如果IPM中任意一IGBT的C极电流大于过电流动作电流10μs时,IPM将软关断,并且输出过电流报警信号。

  5.制动电路

  IPM中设有IGBT组成的制动电路。当IPM接收到制动信号后,制动电路中的IGBT导通,接在制动端BN的制动电阻吸收电能,制动电路工作。

  6.使用方便

  IPM采用陶瓷绝缘结构,直接安装在绝缘板上。直流输入(P、N)、制动单元输出(B)和变频器输出端子直接用螺钉连接;输入、输出控制端子并排成一列,可用通用插座连接。所以主接线端子和控制端接线端子都可以直接拆卸,不需要烙铁焊接,非常方便。

  IPM内部的基本结构和原理

精品国产自在现线拍国语  1.IPM内部基本结构原理

  UV为欠压保护单元、OC为过电流保护单元、SC为短路保护单元、OT为过热保护单元,这些保护单元的输出信号作为或门输入信号。4种保护单元中只要有一种保护单元发生故障,IPM就会输出故障信号。Drive为驱动放大单元,可以看出驱动放大单元一方面将接收到的控制信号进行放大输出,驱动IGBT控制极;同时,可以接收任一故障保护电路的信号,一旦接收到故障保护电路的信号,便输出软关断驱动信号去软关断IGBT,使IGBT受到保护。

  2.IPM内部结构原理

精品国产自在现线拍国语  可见IGBT1~IGBT6组成逆变桥,VDF1~VDF6分别为6个IGBT的续流二极管。其中IGBT1~IGBT3为上桥臂开关器件,由3个单独“”浮地直流电源给3组控制电路供电;IGBT4~IGBT6为下桥臂开关器件,3组控制电路由一组直流电源供电;IGBT7为制动电路开关器件,VDW是它的续流二极管,内部具有门极驱动控制、故障检测和多种保护电路。内部故障保护电路若检测到过电流、欠电压、过热和短路故障中的任一故障,IPM就会自行软关断,同时送出故障报警信号。

  IPM各端子符号和含义

  UinU:上桥臂U相控制信号输入端;

精品国产自在现线拍国语  UccU:上桥臂U相驱动电源输入端,UccU为“+”端,GND U为“-”端;

精品国产自在现线拍国语  UinV:上桥臂V相控制信号输入端;

精品国产自在现线拍国语  UccV:上桥臂V相驱动电源输入端,UccV为“+”端,GND V为“-”端;

精品国产自在现线拍国语  UinW:上桥臂W相控制信号输入端;

  UccW:上桥臂W相驱动电源输入端,UccW为“+”端,GND W为“-”端;

  Ucc:下桥臂共用驱动电源(Ucc)输入端,Ucc为“+”端,GND 为“-”端;

精品国产自在现线拍国语  UinDB:制动控制信号输入端;

  UinX:下桥臂X相控制信号输入端;

精品国产自在现线拍国语  UinY:下桥臂Y相控制信号输入端;

精品国产自在现线拍国语  UinZ:下桥臂Z相控制信号输入端;

  ALM:保护电路动作时的输出端;

  P、N:变频装置整流、平波后主电源(Ud)输入端,P为“+”端,N为“-”端;

  B:制动输出端子,减速时可以释放再生电能的端子;

精品国产自在现线拍国语  U、V、W:变频器三相输出端。


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