變頻器驅動模塊中IGBT替代結構制造技術

一種變頻器驅動模塊中ＩＧＢＴ替代結構，屬于電力變頻器技術領域，包括整流橋和分別由兩個功率單管組成三路橋臂，所述上橋臂功率單管的集電極接到直流母線Ｐ上，下橋臂功率單管發射集接到直流母線Ｎ上，上橋臂功率單管的發射集接到下橋臂功率單管的集電極上作為變頻器的輸出端，上橋臂和下橋臂的柵集分別連接脈沖驅動信號，由上述三路橋臂模擬出變頻器的三相輸出。本實用新型專利技術用功率單管替代ＩＧＢＴ模塊，有效降低生產成本，且當變頻器某個驅動模塊出現損壞時，不會導致整個驅動系統崩潰，可把損失減小至最少，同時維修方便，損壞的功率單管拆卸更換方便。（*該技術在2018年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】

本技術屬于變頻器
，具體涉及適用于變頻器驅動模塊中IGBT 替代結構。
技術介紹
目前小功率變頻器的驅動系統大多數采用IGBT模塊(IGBT是Insulated Gate Bipolar Transistor的英文縮寫，譯為絕緣柵雙極晶體管)，現有市售的IGBT 模塊價格昂貴，生產成本大。IGBT模塊是變頻器故障發生時的易損元件， 一個 IGBT模塊內置的功率管損壞，則整個IGBT完全報廢，損失很大。如果要對損 壞的IGBT進行拆卸換新，則往往費時費力，十分不方便。
技術實現思路
為了克服傳統變頻器驅動系統上存在的上述問題，本技術提供一種生產 成本降低、維修損失減少的變頻器驅動模塊中K 3T替代結構。 為達到專利技術目的本技術采用的技術方案是 一種變頻器驅動模塊中IGBT替代結構，其特征在于包括整流橋23和分別由 兩個功率單管組成三路橋臂，所述上橋臂功率單管的的集電極接到直流母線P 上，下橋臂功率單管發射集接到直流母線N上，.上橋臂功率單管的發射集接到 下橋臂功率單管的集電極上作為變頻器的輸出端，上橋臂和下橋臂的柵集分別 連接脈沖驅動信號，由上述三路橋臂模擬出變頻器的三相輸出。進一步，還包括變頻器脈沖驅動線的P端和N端還接有制動單元，所述制動單元包括一功率單管和制動電阻，所述功率單管的集電極接制動電阻，發射集接到直流母線N端。為了防止電壓變化率過快而損壞功率單管，所述三路橋臂的P端和N端接入 無感電容和柵極電阻。再進一步，所述三路橋臂的功率單管電流承受能力為變頻器額定電流的2倍 以上。三路橋臂的功率單管附近固定有溫度傳感器，傳感器固定在靠近功率單管附 近的散熱器上，以保證測得的數據基本上能反映當前功率單管的真實溫度。每一個功率單管通過鏍釘固定在于變頻器驅動模塊的散熱器上，在單個功率 管損壞時可以方便更換。本技術與現有公開的技術相比，具有以下優點1、 有效的降低生產成本，功率單管的價格遠遠低于IGBT模塊。2、 維修損失降低，當變頻器某個驅動模塊出現損壞時，不會導致整個驅動 系統崩潰。可把損失減小到最少程度。3、 維修方便，可把功率單管螺釘固定于線路板上，損壞的功率單管折卸方 便，安裝新的功率單管即可再次使用。附圖說明圖1為包含IGBT的變頻器驅動模塊結構圖。 圖2為本技術電路原理圖圖l和圖2中附圖標記為1、 2、 3為輸入R、 S、 T ; 4為輸出P1端；5為P端；6為充電電阻；7為繼電器；8為均壓電阻；9為電解電容；10為無感電容；ll為U相上管；12為U相下管；13為V相上管；14為V相下管；15為 W相上管；6為W相下管；17為制動管；18為制動電阻；19、 20、 21為輸出 U、 V、 W; 2為N端；23為整流橋；24為快恢復二極管；25為IGBT具體實施方式下面結合具體實施例來對本技術進行進一步說明，但并不將本實用新 型局限于這些具體實施方式。本領域技術人員應該認識到，本技術涵蓋了 權利要求書范圍內所可能包括的所有備選方案、改進方案和等效方案。見圖1~圖2所示，圖1表示為包含IGBT25的變頻器驅動模塊結構。以5.5KW的變頻器為例 一個5.5KW的變頻器額定輸出電流約為13A,選 擇用30A的功率單管。可以達到甚至超過200%的過流水平。選擇的標準是 功率單管電流承受能力為變頻器額定電流的2倍以上。整流橋選用1600V/35A，變頻器過流也不會導致整流橋損壞。由功率單管 和整流橋組合起來，就可以取代IGBT模塊。自輸入R/S/T 1、 2、 3輸入交流電流經過整流橋23后，輸出直流電。整流 橋耐1600V/30A。輸出Pl端4和P端5接到外部接線端子，可方便連入直流電 抗器或直接接入銅條。為了保持P端5和N端22之母線電壓保持穩定，接入均 壓電阻8 (51K/5W)和9電解電容(400V/1800uF)。由兩個功率單管分別作為上橋臂和下橋臂。功率管上橋臂的集電極接到直 流母線P上，下橋臂的發射集接到直流母線N上，上橋臂的發射集接到下橋臂 的集電極上，是變頻器的輸出端。上橋臂和下橋臂的柵集分別連接脈沖驅動信 號。模擬了 IGBT模塊的一路輸出。由三路這樣的橋臂就可以模擬出變頻器的三 相輸出。U相上管11和U相下管12組成第一個橋臂。U相上管ll的集電極連接到 母線P端5， U相下管12的發射極連接到N端22。 U相上管11的發射極和U 相下管12的集電極連接起來，構成U相輸出端19， U相上管11的柵極和U 相下管12的柵極分別連接脈沖驅動線。V相上管13和V相下管14組成第二個橋臂。V相上管13的集電極連接到 母線P端5， V相下管14的發射極連接到N端22。 V相上管13的發射極和V 相下管14的集電極連接起來，構成V相輸出端20， V相上管13的柵極和V 相下管14的柵極分別連接脈沖驅動線。W相上管15和W相下管16組成第三個橋臂。W相上管15的集電極連接 到母線P端5， W相下管16的發射極連接到N端22。 W相上管15的發射極 和W相下管16的集電極連接起來，構成W相輸出端20， W相上管15的柵極 和W相下管16的柵極分別連接脈沖驅動線。脈沖驅動線一般要求等長，粗。信號可同時到達每個功率單管。如果有制動的場合，可在電路中加入制動管17和制動電阻18。快恢復二極 管并聯在制動電阻18兩端，制動管17為一功率單管，制動管17的集電極接入 制動電阻，發射集接到N端22，當要制動時，制動信號接入到制動管17的柵 極，使制動管17導通，P端5和N端的22能量通過制動電阻18消耗掉。在系統剛上電的時候，需要對電解電容9進行充電，此時繼電器7沒有被 吸合，充電電阻6沒有被短路，當電解電容9充電完成時，繼電器7被吸合， 使充電電阻6被短路掉。在三路模擬橋臂的P端和N端安裝上無感電容IO。選擇合適的柵極電阻，以 防止電壓變化率過快而損壞功率單管。采用溫度傳感器測溫，固定在靠近功率 單管附近的散熱器上，以保證測得的數據基本上能反映當前功率單管的真實溫度。每一個功率單管都有一個鏍絲釘固定在散熱器上，可以在電路板對應功率單 管固定孔的地方開一個孔，需要折卸時，旋云鏍絲，用吸槍吸走焊錫，就可以 方便的把損壞的功率單管折下。本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種變頻器驅動模塊中ＩＧＢＴ替代結構，其特征在于包括整流橋和分別由兩個功率單管組成三路橋臂，所述上橋臂功率單管的的集電極接到直流母線Ｐ上，下橋臂功率單管發射集接到直流母線Ｎ上，上橋臂功率單管的發射集接到下橋臂功率單管的集電極上作為變頻器的輸出端，上橋臂和下橋臂的柵集分別連接脈沖驅動信號，由上述三路橋臂模擬出變頻器的三相輸出。

【技術特征摘要】
1、一種變頻器驅動模塊中IGBT替代結構，其特征在于包括整流橋和分別由兩個功率單管組成三路橋臂，所述上橋臂功率單管的的集電極接到直流母線P上，下橋臂功率單管發射集接到直流母線N上，上橋臂功率單管的發射集接到下橋臂功率單管的集電極上作為變頻器的輸出端，上橋臂和下橋臂的柵集分別連接脈沖驅動信號，由上述三路橋臂模擬出變頻器的三相輸出。2、 如權利要求1所述變頻器驅動模塊中IGBT替代結構，其特征在于還包括 變頻器脈沖驅動線的P端和N端還接有制動單元，所述制動單元包括一功率單 管和制動電阻,所述功率單管的...

【專利技術屬性】
技術研發人員：王克豐，
申請(專利權)人：肖海樂，
類型：實用新型
國別省市：33[中國|浙江]