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2018-09-08

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  她说,夫妻俩近几年总是聚少离多,家里两个孩子还小,以往再怎样一家人能盼着过年见一面,没想到今后连这个愿望也不能实现了。

图1IGBT驱动保护电路IGBT在电磁振荡中的应用图2为电磁振荡的原理图,其中包括电源主回路、同步电路、脉宽调制电路、IGBT的驱动保护电路。 其中IGBT的驱动保护电路是采用的图1的方案。

在完整的电磁振荡电路中还包括电源电路、电流负反馈电路、过压保护电路、以及单片机控制电路。 主回路中,IGBT受到的驱动信号为近似矩形的脉冲,当IGBT导通的时候,励磁线圈L2的电流急剧增加,能量以电感的电流形式保存起来,当IGBT截止时,励磁线圈L2与电容C3的并联回路发生谐振,电压可以超过1000V。 驱动矩形脉冲信号的脉宽决定了电磁振荡工作的功率,但是这个宽度是通过同步电路和脉宽调制电路共同决定的。 同步电路必须准确监视主回路工作状况,当IGBT的集电极电压下降接近0V时,励磁线圈中电流正在反向减小,通过脉宽调制电路输出一个触发脉冲,通过同步电路和脉宽调制电路组成的电路可以使驱动脉冲再次加到IGBT的栅极,强行使IGBT导通。

在脉宽调制电路中,通过改变电平的值,可以控制功率,它是由单片机输出与电流负反馈信号共同决定的。 IC1和IC2为快速比较器LM319。 如图2中所示,当V3时,比较器的输出端相当于开路,通过外接上拉电阻,可以得到高电平,从而驱动IGBT导通,而当V3时,比较器的输出口相当于接地,输出为低电平。

图2电磁振荡电路图如图2为电磁振荡电路原理图,当220V的交流电经过硅桥(B1),再通过电容C1的滤波处理,转换成为直流电压信号。

励磁线圈(炉盘)和电容C3为并联的,用以产生电磁振荡。 图3为电磁振荡过程中的各点的波形,这些信号都是在振荡过程中相当重要的,如果有一个信号出错,都会影响电磁振荡的正常进行,其中包括了参考电源信号V1,电压反馈信号V2,以及同步结果信号V5,控制功率的参考电压信号Vref,以及IGBT的驱动信号等。 t0-t1过程:IGBT为截止状态,L、C正在发生振荡。

首先,在t0时刻,电路中的能量表现为电感L2的电流,接下来能量通过电感转向电容器,即以电流的形式向电压的形式转换,通过电容器C3与电感L2的并联回路给电容充电。 当电容电压达到最大值的时候,如图3中的V2的峰值时刻,这时电容的电压能够达到1000V,电感的电流为0,接下来能量从电容C3转向电感。

当V2电压低于比较的电压信号V1时,比较器1的输出发生一次翻转,此时电容C5迅速放电,使得V3的电压低于了功率参考电压Vref,由于比较器2的作用,强行使IGBT导通。

t1-t2过程:IGBT为导通状态,这个时间段内,电感L2的电流急剧增加,如图3所示,反馈电压V2接近0,比较器1的输出口V5也为低电平。

在这个时候,电容C5开始充电,当这个电压(V3)高于功率参考电压Vref的时候,比较器2的输出口电压发生翻转,把IGBT的驱动电压强行拉低了,这就是一个IGBT导通的一个过程。

t0-t2的过程就是一个电磁振荡的过程,也是电磁振荡的一个周期,以后的过程与这段时间相同,如图3中,t2-t3过程与t0-t1过程完全相同,t3-t4过程与t1-t2过程完全相同。

t0-t1的时间间隔取决于谐振线圈L2和谐振电容C3,所以这个电磁振荡的频率f主要取决于L2和C3。 图3电磁振荡过程中的一些重要信号波形电压V1、V2的选取在整个系统中相当重要,它关系到同步电路部分能否准确监测主回路的状态。 在静态的时候,V2要略高于V1,以保证比较器1的输出为高。 但是如果V2过高,R14选取相对过大,在振荡的过程中,会出现电容C3的电压已降为0时不能及时驱动IGBT,使其导通,这样不能准确监测主回路的工作状态。 同样如果R14与R12的匹配的值过小,会提前促使IGBT导通,这样一来由于反压过高,此时IGBT一旦导通,就会被损坏。 在反复的实验中,得到了如图4的数据,t1和t1则并不是同一时刻,这是值得注意的,这也是相当重要的。

一个振荡周期大概为40s,如图4中所示,t1要比t1滞后2个s,这个滞后是允许的,但是这个时间不能太长。 说明在反馈电压V2还没有降到0的时候,已经又有信号驱动IGBT,使其导通。 首先这个时间是允许的,因为IGBT有一个栅极电压VGE,这个电压的具体值根据不同的器件而定的,大概为2V~5V,说明在t1时刻IGBT不一定已经导通了。

其次,这个时间不易过长,如果过长了,则会出现反馈电压V2还没有降到0,就再次驱动IGBT了,这个时候IGBT的集电极还有很高的电压,这样一来,IGBT很可能受到损坏。

在实际的电路中,可以通过调节V1与V2的电压来控制t1与t1之间的时间间隔,其中V1是一个参考电压,也就是一个基准电压,V2是反馈电压,通过使用比较器起到同步的作用。 图4把驱动电压与反馈电压合成的效果图结语该IGBT的驱动电路具有廉价、简单、可靠实用的特点。

没有采用以往的正负电源供电的复杂电源,而是采用的+15V与0V的驱动方案,为设计带来了方便。

在保护电路中使用了延时缓降栅极电压的过流保护措施,结合电磁产品中的驱动要求,这种保护措施是行之有效的。 同时还考虑到了栅极驱动电压的过压保护和集电极电压变化过快的保护措施。