tag 标签: 续流二极管

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  • 热度 6
    2020-3-9 14:56
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    IGBT模块上有一个“续流二极管”。它有什么作用呢? 答:当PWM波输出的时候,它是维持电机内的电流不断用的。 我在说明变频器逆变原理的时候,用的一个电阻做负载。 电阻做负载,它上面的电流随着电压有通断而通断,上图所示的原理没有问题。 但变频器实际是要驱动电机的,接在电机的定子上面,定子是一组线圈绕成的,就是“电感”。 电感有一个特点:它的内部的电流不能进行突变。 所以当采用PWM波输出电压波形时,加在电机上的电压就是“断断续续”的,这样电机内的电流就会“断断续续”的,这就给电机带来严重的后果:由于电感断流时,会产生反电动势,这个电动势加在IGBT上面,对IGBT会有损害。解决的办法:在IGBT的CE极上并联“续流二极管”。有了这个续流二极管,电机的电流就是连续的。 具体怎么工作的呢? 如下图,负载上换成了一个电感L。当1/4开通时,电感上会有电流流过。 然后PWM波控制1/4关断,这样上图中标箭头的这个电路中就没有电流流过。由于电感L接在电路中,电感的特性,电流不能突然中断,所以电感中此时还有电流流过,同时因为电路上电流中断了,导致它会产生一个反电动势,这个反电动势将通过3的续流二极管加到正极上,由于正极前面有滤波电容,这个反电动势可以对电容进行充电。这样,正极的电压也不会上升。如下图: 坦白说,上面的这个解释节我写得不是很有信心,我希望有高人出来指点一下。欢迎朋友在评论中留言。 我会在后面写《变频器的输出电流》一节中,通过实际的电流照片,验证这个二极管的作用。 * * * * * * * * * 现在来解释在《变频器整流部分元件》中说,在《电流整流的方式分类》中讲的“也可以用IGBT进行整流”有问题的。 IGBT,通常就是一个元件,它不带续流二极管。即是这个符号: 商用IGBT模块,都是将“IGBT+续流二极管”集成在一个整体部件中,即下面的这个符号。 在工厂中,我们称这个整体部件叫IGBT,不会说“IGBT模块”。 我们可以用“IGBT模块”搭接一个桥式整流电路,利用它的续流二极管实现整流。 这样,我们说:IGBT也可以进行整流,也没有错。但它的实质,还是用的二极管实现了整流。 既然是用了“IGBT模块”上的“续流二极管”整流,为什么不直接用“二极管”呢? 答案是:这一种设计是利用“IGBT”的通断来治理变频器工作时产生的“谐波”,这个原理以后写文再讲。
  • 热度 9
    2019-1-14 17:31
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    为什么有的IGBT失效了,感觉是续流二极管击穿,但实际拆解后发现是IGBT击穿 ... ...
    我遇到一个故障,IGBT组件在机组上失效。将驱动板和IGBT分开来(我们的IGBT组件是IGBT模块+驱动板焊在一起的),用万用表二极管档量IGBT的输入输出。 结果二极管档显示短路。然后用万用表测量,也显示短路。感觉是续流二极管烧穿了。 后来把这一块失效的IGBT给厂商分析,结果厂商分析下来是IGBT的DS极短路。 提供的照片显示是IGBT上有一个烧融点,后来想明白了,由于IGBT的CE极和续流二极管负正极并联。这样如果IGBT的CE极短路了,看上去就是续流二极管发生了短路。
  • 热度 7
    2018-9-10 17:35
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    第一次发贴,写得不是很有条理。欢迎大家一起交流。 *********** 背景: 我工作的单位做VSD(变频启动柜),IGBT是它上的关键元件。 要让IGBT工作,得有一块驱动板(PCBA).我们现在的设计方案:采用Infineon的一款焊接型IGBT,将它和PCBA焊在一起。我们称这个组件为IGBT组件。 如果在应中用,这个组件出了问题,我们就没有办法区别是PCBA有问题,IGBT有问题。 之前,遇到这个问题时,我们都是直接把二者分开,然后把它们分别送给供应商做分析。 IGBT供应商分析的结果,都是IGBT良品,但又不建议使用。 这么一来,时间长了,我们也不高兴再送IGBT厂商分析,直接报废。(一年报废的金额可以相像有多大)。后来报废的钱太多了,老板又心疼,让我们想想办法怎么减少损失。 我们就采用:IGBT坏的可能低,驱动板有问题的可能性大。 这样就将IGBT再次使用,但总归会有一些IGBT确实是坏的,生产线发现再次使用的IGBT是坏的,就火大(他们要将IGBT和驱动板用烙铁分开来,烦的)。 ********************** 最近我仔细研究了IGBT的原理,一个IGBT并联一个继流二极管。 这样我们就可以用简单的办法来判别IGBT本身有没有问题了。 1,当组件有问题时,先用万用表的二极管档对IGBT的续流二极管进行测量,确实有二极管反向导通的现象。(这个肯定是不合格的,就退供应商分析。)这样就少了不良IGBT再次使用的问题。生产线员工看到它确实是坏的,也就乐意把它们分开。 2,如果二极管测试合格的,就把IGBT和驱动板分开,对IGBT件单独检测。 检测的办法:在它的门极和发射极之加9V电压(9V电池做电源),然后用万用表的二极管档在CE之间测量,良品,CE极之间应有0.3V左右的电压降。如果是无穷大,或者为0,或者其它电压降(我们曾遇到过一个案例:比如0.47V,)就是坏的。 利用以上办法,我们对生产线上的不良组件进行了分选,基本上只有10%左右的不良。选出来的良品再使用时,尚未发生IGBT组件测试有问题的案例。 ***********
  • 热度 4
    2017-5-23 13:48
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    二极管是最基本的电路器件,硬件工程师经常使用,但你未必能用对,未必能用好。 比如说大家都知道接口部分一般都需要ESD保护,其实TVS瞬变电压抑制二级管用作ESD保护就极为讲究,对于USB3.0, HDMI接口等高速器件,要特别关注TVS管上的结电容参数,一般根据信号速率选取几个pf,如果电容值过大,电路将无法正常工作,但是对于一般的低速接口或者电源管脚,此时可以选择寄生电容值大的TVS管,因为更便宜,控制BOM的成本也是硬件工程师的重要职责,数据手册中结电容如下图一所示。 实际的工程实际中,二极管常用于交流电压转换成直流电压电路中,也常常用来做稳压电路,限幅电路,续流电路,挑几个常见且重要的电流来分析一下。 *图1 TVS管中结电容的参数情况* 二极管的作用就如同是一个电流的单向门。当二极管的阳极相对于阴极为正电压时,二极管允许电流通过,而当极性相反后,二极管不允许电流通过。 图2 二极管符号及种类 #1. 二极管作用的类比水流模拟 课本中经常将电压比作水压来模拟,同样二极管的功能也可以类似水流来模拟。二极管相对电流就像是一个单向阀门,比如下图的正向偏置时,只要偏置电压超过阈值电压,阀门就会打开,水流可以顺利流下来;对于反向偏置时,阀门无法打开,没有水流流过。 图3 二极管的类比以及IV曲线 以上,右图是二极管最为重要的IV曲线,基本上用到所有的二极管都需要重点开此图,从上图可以清楚看出,不管二极管的正向电流或者反向电压都不能超过额定值,否则会损坏。 #2. 整流二极管 利用二极管单向导电性,可以把方向交替变化的交流电变换成单一方向的脉动直流电。 图4 AC/DC转换电路简图 #3. 续流二极管 在开关电源的电感中和继电器等感性负载中起续流作用,这个功能非常实用。 在图5中,开关A和开关B分别利用PFET和NFET开关实现,构成一个同步降压调节器。“同步”一词表示将一个FET用作低端开关。用肖特基二极管代替低端开关的降压调节器称为“异步”(或非同步)型。处理低功率时,同步降压调节器更有效,因为 FET 的压降低于肖特基二极管,主要由Rds(on)决定。然而,当电感电流达到0时,如果底部FET未释放,同步转换器的轻载效率会降低,而且额外的控制电路会提高IC的复杂性和成本。肖特基二极管可以用作续流二极管,肖特基的PN结比较特殊,这使它具有非常小的结电容,存储电荷很少,因此这种结具有非常快的开关速度,可以用于高速嵌位。肖特基二极管特长是:开关速度非常快,反向恢复时间特别短。因此,能制作开关二极管低压大电流整流二极管。 图5 降压稳压器BUCK电路中肖特基二极管的使用 图6中,开关A和B已分别使用内部NFET和外部肖特基二极管,从而形成异步升压调节器。对于需要负载隔离和低关断电流的低功耗应用,可添加外部FET。 图6 升压调节器BOOST电路中肖特基二极管的使用 顺便提一下,整流MOS管开通,关断所产生的纹波是主要噪声源之一。开关管开通关断都会有一个上升时间和下降时间,在电路中会引起同频的噪声。输出回路的电感也会随着充电放电产生一个噪声,同时也会有漏感产生。而解决办法就是: 用合适的滤波器滤除。 在MOS管外加肖特基二极管,反向恢复时间很短,可以降低损耗。 图7 同步整流器BUCK电路的基本框图
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