專利名稱：變頻器驅(qū)動(dòng)模塊中igbt替代結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于變頻器技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及適用于變頻器驅(qū)動(dòng)模塊中IGBT 替代結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
目前小功率變頻器的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)大多數(shù)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(xiàn)有市售的IGBT 模塊價(jià)格昂貴，生產(chǎn)成本大。IGBT模塊是變頻器故障發(fā)生時(shí)的易損元件， 一個(gè) IGBT模塊內(nèi)置的功率管損壞，則整個(gè)IGBT完全報(bào)廢，損失很大。如果要對(duì)損 壞的IGBT進(jìn)行拆卸換新，則往往費(fèi)時(shí)費(fèi)力，十分不方便。
發(fā)明內(nèi)容
為了克服傳統(tǒng)變頻器驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)上存在的上述問題，本實(shí)用新型提供一種生產(chǎn) 成本降低、維修損失減少的變頻器驅(qū)動(dòng)模塊中K 3T替代結(jié)構(gòu)。 為達(dá)到發(fā)明目的本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是 一種變頻器驅(qū)動(dòng)模塊中IGBT替代結(jié)構(gòu)，其特征在于包括整流橋23和分別由 兩個(gè)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(fā)射集接到直流母線N上，.上橋臂功率單管的發(fā)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(qū)動(dòng)信號(hào)，由上述三路橋臂模擬出變頻器的三相輸出。
進(jìn)一步，還包括變頻器脈沖驅(qū)動(dòng)線的P端和N端還接有制動(dòng)單元，所述制動(dòng)單元包括一功率單管和制動(dòng)電阻，所述功率單管的集電極接制動(dòng)電阻，發(fā)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(jìn)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(cè)得的數(shù)據(jù)基本上能反映當(dāng)前功率單管的真實(shí)溫度。
每一個(gè)功率單管通過鏍釘固定在于變頻器驅(qū)動(dòng)模塊的散熱器上，在單個(gè)功率 管損壞時(shí)可以方便更換。
本實(shí)用新型與現(xiàn)有公開的技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)
1、 有效的降低生產(chǎn)成本，功率單管的價(jià)格遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于IGBT模塊。
2、 維修損失降低，當(dāng)變頻器某個(gè)驅(qū)動(dòng)模塊出現(xiàn)損壞時(shí)，不會(huì)導(dǎo)致整個(gè)驅(qū)動(dòng) 系統(tǒng)崩潰?？砂褤p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。


圖1為包含IGBT的變頻器驅(qū)動(dòng)模塊結(jié)構(gòu)圖。 圖2為本實(shí)用新型電路原理圖
圖l和圖2中附圖標(biāo)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(dòng)管；18為制動(dòng)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(fù)二極管；25為IGBT
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合具體實(shí)施例來對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行進(jìn)一步說明，但并不將本實(shí)用新 型局限于這些具體實(shí)施方式
。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該認(rèn)識(shí)到，本實(shí)用新型涵蓋了 權(quán)利要求書范圍內(nèi)所可能包括的所有備選方案、改進(jìn)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(qū)動(dòng)模塊結(jié)構(gòu)。
以5.5KW的變頻器為例 一個(gè)5.5KW的變頻器額定輸出電流約為13A,選 擇用30A的功率單管?？梢赃_(dá)到甚至超過200%的過流水平。選擇的標(biāo)準(zhǔn)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(huì)導(dǎo)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(jīng)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(wěn)定，接入均 壓電阻8 (51K/5W)和9電解電容(400V/1800uF)。
由兩個(gè)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(fā)射集接到直流母線N上，上橋臂的發(fā)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(qū)動(dòng)信 號(hào)。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(gè)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(fā)射極連接到N端22。 U相上管11的發(fā)射極和U 相下管12的集電極連接起來，構(gòu)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(qū)動(dòng)線。
V相上管13和V相下管14組成第二個(gè)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(fā)射極連接到N端22。 V相上管13的發(fā)射極和V 相下管14的集電極連接起來，構(gòu)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(qū)動(dòng)線。
W相上管15和W相下管16組成第三個(gè)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(fā)射極連接到N端22。 W相上管15的發(fā)射極 和W相下管16的集電極連接起來，構(gòu)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(qū)動(dòng)線。
脈沖驅(qū)動(dòng)線一般要求等長(zhǎng)，粗。信號(hào)可同時(shí)到達(dá)每個(gè)功率單管。
如果有制動(dòng)的場(chǎng)合，可在電路中加入制動(dòng)管17和制動(dòng)電阻18?？旎謴?fù)二極 管并聯(lián)在制動(dòng)電阻18兩端，制動(dòng)管17為一功率單管，制動(dòng)管17的集電極接入 制動(dòng)電阻，發(fā)射集接到N端22，當(dāng)要制動(dòng)時(shí)，制動(dòng)信號(hào)接入到制動(dòng)管17的柵 極，使制動(dòng)管17導(dǎo)通，P端5和N端的22能量通過制動(dòng)電阻18消耗掉。
在系統(tǒng)剛上電的時(shí)候，需要對(duì)電解電容9進(jìn)行充電，此時(shí)繼電器7沒有被 吸合，充電電阻6沒有被短路，當(dāng)電解電容9充電完成時(shí)，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(cè)溫，固定在靠近功率 單管附近的散熱器上，以保證測(cè)得的數(shù)據(jù)基本上能反映當(dāng)前功率單管的真實(shí)溫度。
每一個(gè)功率單管都有一個(gè)鏍絲釘固定在散熱器上，可以在電路板對(duì)應(yīng)功率單 管固定孔的地方開一個(gè)孔，需要折卸時(shí)，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。
權(quán)利要求1、一種變頻器驅(qū)動(dòng)模塊中IGBT替代結(jié)構(gòu)，其特征在于包括整流橋和分別由兩個(gè)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(fā)射集接到直流母線N上，上橋臂功率單管的發(fā)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(qū)動(dòng)信號(hào)，由上述三路橋臂模擬出變頻器的三相輸出。
2、 如權(quán)利要求1所述變頻器驅(qū)動(dòng)模塊中IGBT替代結(jié)構(gòu)，其特征在于還包括 變頻器脈沖驅(qū)動(dòng)線的P端和N端還接有制動(dòng)單元，所述制動(dòng)單元包括一功率單 管和制動(dòng)電阻,所述功率單管的集電極接制動(dòng)電阻，發(fā)射集接到直流母線N端。
3、 如權(quán)利要求1所述變頻器驅(qū)動(dòng)模塊中IGBT替代結(jié)構(gòu)，其特征在于所述三路 橋臂的P端和N端接入無感電容.
4、 如權(quán)利要求3所述變頻器驅(qū)動(dòng)模塊中IGBT替代結(jié)構(gòu)，其特征在于所述三路 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。
5、 如權(quán)利要求4所述變頻器驅(qū)動(dòng)模塊中IGBT替代結(jié)構(gòu)，其特征在于所述三路 橋臂的功率單管附近固定有溫度傳感器。
6、 如權(quán)利要求5所述變頻器驅(qū)動(dòng)模塊中IGBT替代結(jié)構(gòu)，其特征在于每一個(gè)功 率單管通過鏍釘固定在于變頻器散熱器上。
專利摘要一種變頻器驅(qū)動(dòng)模塊中IGBT替代結(jié)構(gòu)，屬于電力變頻器技術(shù)領(lǐng)域，包括整流橋和分別由兩個(gè)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(fā)射集接到直流母線N上，上橋臂功率單管的發(fā)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(qū)動(dòng)信號(hào)，由上述三路橋臂模擬出變頻器的三相輸出。本實(shí)用新型用功率單管替代IGBT模塊，有效降低生產(chǎn)成本，且當(dāng)變頻器某個(gè)驅(qū)動(dòng)模塊出現(xiàn)損壞時(shí)，不會(huì)導(dǎo)致整個(gè)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)崩潰，可把損失減小至最少，同時(shí)維修方便，損壞的功率單管拆卸更換方便。
文檔編號(hào)H02M7/5387GK201319563SQ200820166240
公開日2009年9月30日 申請(qǐng)日期2008年10月27日 優(yōu)先權(quán)日2008年10月27日
發(fā)明者王克豐 申請(qǐng)人:肖海樂