全数字化焊机系统的主电路采用能输出较大功率的IGBT全侨式逆变结构，控制系统采用DSP（TMS320LF2407A）和单片机（C8051F020）构成的主从式控制结构，其中DSP为控制系统的核心，主要完成焊接实时参数的采集、PI运算和PWM波形的产生：单片机对整个控制系统进行管理，可以实现对人机交互系统（包括键盘和显示）、送丝电机和一些开关量的控制以及与PC机通讯等功能。此外，单片机与DSP之间采用串行通信方式进行信息交换。本文还对送丝电机控制电路和一些辅助控制电路进行了必要的设计.在控制系统软件设计中采用了模块化的程序设计思想。在规划出整个主程序流程的基础上，把整个程序分为多个结构简单、功能明确的子程序来设计，从而大大降低了系统软件设计的复杂性，同时也使程序结构清晰、简单易懂。在主电路和控制电路的设计中，采用了线性光耦、霍尔传感器等多项隔离措施，并设计了相应的焊机保护电路，同时还采用了必要的软硬件抗干扰措施，从而保证了全数字化焊机系统工作的稳定性和可靠性.通过对控制电路的各个功能模块进行软、硬件调试表明，该焊机系统响应速度快，电路简单可靠，系统软件较高效、可移植性好，且系统抗干扰能力强，基本达到了本设计的要求。最后，在对本文做简要总结的基础上，对于本焊机的进一步完善工作提出了建议，为全数字化焊机控制系统今后更加深入的研究奠定了良好的基础。关键词：数字化焊机：控制系统：逆变技术；DSP：单片机：人机交互系统
上传时间： 2022-06-22
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在UPS中使用的功率器件有双极型功率品体管、功率 MOSFET、可控硅和IGBT IGBT既有功率MOSFET 易于驱动，控制简单、开关频率高的优点，又有功率品体管的导通电压低，通态电流大的优点、使用 IGBT成为UPS功率设计的首选，只有对 IGBT的特性充分了解和对电路进行可靠性设计，才能发挥 IGBT的优点。本文介绍UPS中的IGBT的应用情况和使用中的注意事项。2.IGBT在UPS中的应用情况绝缘栅双极型晶体管（IGBT）是一种MOSFET 与双极晶体管复合的器件。据东芝公司资料，1200V/100A 的IGBT的导通电阻是同一耐压规格的功率 MOSFET 的1/10，而开关时间是同规格 GTR的1/10。由于这些优点，IGBT广泛应用于不间断电源系统（UPS）的设计中。这种使用 IGBT的在线式UPS具有效率高，抗冲击能力强、可靠性高的显著优点。UPS主要有后备式、在线互动式和在线式三种结构。在线式 UPS以其可靠性高，输出电压稳定，无中断时间等显著优点，广泛用于通信系统、税务、金融、证券、电力、铁路、民航、政府机关的机房中。本文以在线式为介绍对象，UPS中的1GBT的应用。
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1前言莱钢型钢厂大型生产线传动系统采用西门子SIMOVERT MASTER系列PWM交-直-交电压型变频器供电，变频器采用公共直流母线式结构；冷床传输链采用4台电机单独传动，每台电机分别由独立的逆变单元控制，逆变单元的控制方式为无速度编码器的矢量控制，相互之间依靠速度给定的同时性保持同步。自2005年投入生产以来，冷床传输链运行较为稳定，但2007年2月以后，冷床传输链逆变单元频繁出现绝缘栅双极型晶体管（Insolated Gate Bipolar Transistor，IGBT）损坏现象，具体故障情况统计见表1由表1可知，冷床传输链4台逆变器都出现过IGBT损坏的现象，故障代码是F025和F0272原因分析1）IGBT损坏一般是由于输出短路或接地等外部原因造成。但从实际情况上看，检查输出电缆及电机等外部条件没有问题，并且更换新的IGBT后，系统可以立即正常运行，从而排除了输出短路或接地等外部条件造成IGBT损坏。2）IGBT存在过压。该系统采用公共直流母线控制方式，制动电阻直接挂接于直流母线上，当逆变单元的反馈能量使直流母线电压超过DC 715 V时，制动单元动作，进行能耗制动；此外挂接于该直流母线上的其他逆变单元并没有出现IGBT损坏的现象，因此不是由于制动反馈过压造成IGBT烧坏。3）由于负荷分配不均造成出力大的IGBT损坏。从实际运行波形上看，负荷分配相对较为均匀，相互差别仅为2%左右，应该不会造成IGBT损坏。此外，4只逆变单元都出现了IGBT损坏现象，如果是由于负荷分配不均造成，应该出力大的逆变单元IGBT总是烧坏，因此排除由于负荷分配不均造成IGBT损坏。4）逆变单元容量选择不合适，装置容量偏小造成长期过流运行，从而导致IGBT烧毁。逆变单元型号及电机参数：额定功率90kw，额定电流186A，负载电流169 A，短时电流254 A，中间同路额定电流221 A，电源电流205 A，电机功率110kw，电机额定电流205 A，电机正常运行时的电流及转矩波形如图1所示。
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固态电源的基本任务是安全、可靠地为负载提供所需的电能。对电子设备而言，电源是其核心部件。负载除要求电源能供应高质量的输出电压外，还对供电系统的可靠性等提出更高的要求IGBT是一种目前被广泛使用的具有自关断能力的器件，开关频率高，广泛应用于各类固态电源中。但如果控制不当，它很容易损坏。一般认为IGBT损坏的主要原因有两种：一是IGBT退出饱和区而进入了放大区，使得开关损耗增大；二是IGBT发生短路，产生很大的瞬态电流，从而使IGBT损坏。IGBT的保护通常采用快速自保护的办法，即当故障发生时，关断ICBT驱动电路，在驱动电路中实现退饱和保护；或者当发生短路时，快速地关断IGBT，根据监测对象的不同，ICBT的短路保护可分为U，监测法或U..监测法，二者原理基本相似，都是利用集电极电流1e升高时U，或U.也会升高这一现象。当U2或U..超过UtU.就自动关断IGBT的驱动电路。由于U，在发生故障时基本不变，而U.的变化较大，并且当退饱和发生时，U.变化也小，难以掌握，因而在实践中一般采用U.监测技术来对ICBT进行保护。本文研究的IGBT保护电路，是通过对IGBT导通时的管压降U.进行监测来实现对IGBT的保护。
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IGBT（Insulated Gate Bipolar Transistor）绝缘栅双极型品体管，是由BJT（双极型三极管）和MOS（绝缘栅型场效应管）组成的复合全控型电压驱动式功率半导体器件，兼有MOSFEt高输入阻抗和GT的低导通压降两方面的优点。IGB综合了以上两种器件的优点，驱动功率小而饱和压降低。成为功率半导体器件发展的主流，广泛应用于风电、光伏、电动汽车、智能电网等行业中。在电动汽车行业中，电机控制器、辅助动力系统，电动空调中，IGBT有着广泛的使用，大功率IGB多应用于电机控制器中，由于电动汽车电机控制器工作环境干扰比较大，IGBT的门极分布电容及实际开关中存在的米勒效应等寄生参数的直接影响到驱动电路的可靠性1电机控制器在使用过程中，在过流、短路和过压的情况下要对1GBT实行比较完善的保护。过流会引起电机控制器的温度上升，可通过温度传感器来进行检测，并由相应的电路来实现保护；过压一般发生在IGBT关断时，较大的di/dt会在寄生电感上产生了较高的电压，可通过采用缓冲电路来钳制，或者适当降低开关速率。短路故障发生后瞬时就会产生极大的电流，很快就会损坏1GBT，主控制板的过流保护根本来不及，必须由硬件电路控制驱动电路瞬间加以保护。因此驱动器的设计过程中，保护功能设计得是否完善，对系统的安全运行尤其重要。
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IGBT是MOSFET和GTR的复合器件，它具有开关速度快、热稳定性好、驱动功率小和驱动电路简单的特点，又具有通态压降小、耐压高和承受电流大等优点.IGBT作为主流的功率输出器件，特别是在大功率的场合，已经被广泛的应用于各个领域。本文在介绍了1GBT结构、工作特性的基础上，针对风电变流器实验平台和岸电电源的实际应用，选择了各自的IGBT模块。然后对IGBT的驱动电路进行了深入地研究，详细地说明了IGBT对栅极驱动的一些特殊要求及应该满足的条件。接着对三种典型的驱动模块进行了分析，同时分别针对风电变流器实验平台和岸电电源，设计了三菱的M57962AL和Concept的2SD315A驱动模块的外围驱动电路。对于大功率的设备，电路中经常会遇到过流、过压、过温的问题，因此必要的保护措施是必不可少的。针对上述问题，本文分析了出现各种状况的原因，并给出了各自的解决方案：采用分散式和集中式过流保护相结合的方法实现过电流保护；采用缓存吸收电路及采样检测电路以防止过电压的出现；通过选择正确的散热器及利用铂电阻的特性来实施检测温度，从而使电路能够更好地可靠运行。同时，为了满足今后1.5MW风电变流器和试验电源等更大功率设备的需求，在性价比上更倾向于采用IGBT模块串、并联的方式来取代高耐压、大电流的单管1GBT.本文就同一桥臂的IGBT串联不均压，并联不均流的问题进行了阐述，并给出了相应的解决方案。最后针对上述的不平衡情形，采用PSpice对其进行仿真模拟，并通过加入均压、均流电路后的仿真结果，有效地说明了电路的可行性。
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IGBT驱动适配板的原理图
标签： IGBT
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怎样判断IGBT MOS管的好坏？怎么检测它的引脚？IGBT1、判断极性首先将万用表拨在R×1KΩ 挡，用万用表测量时， 若某一极与其它两极阻值为无穷大，调换表笔后该极与其它两极的阻值仍为无穷大， 则判断此极为栅极（G ）。其余两极再用万用表测量， 若测得阻值为无穷大， 调换表笔后测量阻值较小。在测量阻值较小的一次中，则判断红表笔接的为集电极（ C）；黑表笔接的为发射极（E）。2、判断好坏将万用表拨在R×10KΩ 挡，用黑表笔接IGBT 的集电极（C），红表笔接IGBT 的发射极（ E），此时万用表的指针在零位。用手指同时触及一下栅极（ G）和集电极（C），这时IGBT 被触发导通，万用表的指针摆向阻值较小的方向，并能站住指示在某一位置。然后再用手指同时触及一下栅极（ G）和发射极（ E），这时IGBT 被阻断，万用表的指针回零。此时即可判断IGBT 是好的。3、注意事项任何指针式万用表皆可用于检测IGBT。注意判断IGBT 好坏时，一定要将万用表拨在R×10KΩ 挡，因R×1KΩ 挡以下各档万用表内部电池电压太低，检测好坏时不能使IGBT 导通，而无法判断IGBT 的好坏。此方法同样也可以用于检测功率场效应晶体管（ P-MOSFET ）的好坏。现在经常要检测MOS 管了，转几篇MOS 管的检测方法，以备随时观摩！用万用表检测MOS 开关管好坏的方法一、MOS 开关管针脚判断：在电脑上， MOS 管都是N 沟道增强型的MOSFET 开关管， 大部分都采用TO－220F 封装，其针脚判断方法是：将针脚向下，印有型号的面向自己，左边的是栅极，中间是漏极，右边是源极。
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电磁炉烧坏IGBT 功率管的八种因素在电磁炉维修中，功率管的损坏占有相当大的比例，若在没有查明故障原因的情况下贸然更换功率管会引起再次烧毁。一：谐振电容和滤波电容损坏0.3uF/1200V 谐振电容、5uF/400V 滤波电容损坏或容量不足若0.3uF/1200V 谐振电容、5uF/400V 滤波电容容量变小、失效或特性不良，将导致电磁炉LC 振荡电路频率偏高，从而引起功率管IGBT管损坏，经查其他电路无异常时，我们必须将0.3uF 和5uF 电容一起更换。二：IGBT 管激励电路异常振荡电路输出的脉冲信号不能直接控制IGBT 管饱和、导通与截至，必须通过激励电路将脉冲信号放大来完成。如果激励电路出现故障，高电压就会加到IGBT 管的G 极，导致IGBT 管瞬间击穿损坏。常见为驱动管S8050、S8550损坏。三：同步电路异常同步电路在电磁炉中的主要是保证加到IGBT G 极上的开关脉冲前沿与IGBT 管上VCE 脉冲后沿同步。当同步电路工作异常时， 导致IGBT管瞬间击穿损坏。
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热阻是评价IGBT可靠性的重要指标.寻找简便高精度的测量方法对IGBT热阻进行测试具有十分重要的意义.根据JESD51—14中的瞬态热阻抗定义式,提出了一种可以快速、准确计算IGBT模块结壳热阻的方法
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