中頻電阻焊機電源的IGBT保護方法

    電阻焊是一種重要的焊接工藝，具有生產效率高、成本低、節省材料和易于自動化等特點，中頻直流逆變電阻焊接電源作為一種新型的控制電源，以其顯著的高質低耗的特點成為電阻焊電源的發展方向。

  IGBT是一種用MOS管來控制晶體管的電力電子器件，具有電壓高、電流大、頻率高、導通電阻小等特點，但由于IGBT的耐過流能力與耐過壓能力較差，一旦出現意外就容易損壞，為此，必須對IGBT進行保護，本文從實際應用出發，總結了過壓、過流與過熱保護的相關問題和各種保護方法，適用性強、應用效果好。

  中頻逆變直流電阻焊機的供電電源是由三相工頻交流電源經整流電路和濾波電容轉換成直流電源，再經由功率開關器件組成的逆變電路轉換成中頻方波電源，然后輸入變壓器降壓后，經低管壓降的大功率二極管整流成直流電源，供給焊機的電極，對工件進行焊接。控制電路部分由DSP和CPLD組成，DSP(TMS320LF2407A)產生的PWM波和檢測信號、保護信號在CPLD(EPM7128S)里現實邏輯運算。

  逆變器通常采用電流反饋實現PWM，以獲得穩定的恒定電流輸出，電路原理和波形如圖1所示，圖中U電源為電源電壓，U初級為逆變器輸出中頻電壓，變壓器次級電流為I次級，控制PWM的脈寬可以控制I次級的大小，逆變電流采用全橋結構，主要優點是主變壓器工作效率高，其主電路由4個IGBT和中頻變壓器組成，將直流電壓轉換成中頻方波交流電壓并送中頻變壓器，經降壓整流濾波后輸出，電路的可靠性來自IGBT的穩定運行。

  保證IGBT在安全工作范圍內并處于較好狀態下，是提高整機可靠性的關鍵技術，而對IGBT的保護，主要包括過電流保護，過電壓保護和IGBT過熱保護。

  IGBT的大功率管通常只能承受10μs以下的短路電流，當IGBT遇到過流或短路時，若不加保護或保護不當，就會使IGBT損壞。

  M57962AL是IGBT專用驅動模塊，它采用雙電源驅動結構，內部集成有2500V高隔離電壓的光耦合器和過電流保護電路，以及過電流保護輸出信號端子和與TTL電平相兼容的輸入接口，本文主要應用M57962AL來實現驅動和過電流保護功能