电磁炉中的IGBT管驱动保护电路如下图所示。
该电路采用的是单电源15V供电方式,IGBT管的栅极电压可以为+15V,以保证IGBT管的正常导通与关断。
IGBT管的控制输入信号由A点输入,当输入高电平的时候,Q4导通,则B点为高电平,从而驱动Ql导通,Q2截止,使得D点电压为+15V,然后通过电阻R2驱动IGBT管。此时VD4相当于开路,R2为断开的。
VD1、VD2为15V的稳压二极管,它们可以控制IGBT管的G点电压在15V,控制IGBT管导通。当A点输入的是低电平时,Q4截止,B点为低电平,从而驱动Q2导通,Ql截止,D点电平较低。这时Rl与R2认为是并联的,使得IGBT管呈截止状态。
IGBT管的短路电流的大小与栅极电压有关,在实际应用中,可以通过减少栅极电压来降低短路电流或延长承受短路电流的时间。在电磁振荡过程中,其振荡频率为30~40kHz,在一个周期中IGBT管开通的时间是15~25μs。当发生过流情况时,IGBT管的c、e极两端的电压会升高,使得VD7相当于断开了,这时IGBT管导通,B点电压为15V,二极管VD6导通,然后通过R6、R7为电容器Cl充电。如果过流时间超过2μs,C点的电压使得稳压二极管VD5导通,导致Q3处于导通状态。
在该电路中,选用的稳压二极管VD3为10V的,这样由于VD3的钳位作用,可有效地降低IGBT管的栅极电压UGE。根据IGBT管的驱动特性,可以延长IGBT管的短路电流的承受时间。
在电磁振荡电路中,IGBT管开启的时间很短,采取这种降低栅极电压的方法可以有效地保护器件。
两个稳压二极管可以有效地钳位D点的电压不超过15V。在D点与地线之间接上一个几十千欧的电阻,这样可以作为栅极驱动电压的过压保护。在IGBT管关断的时候,二极管VD4导通,此时栅极电阻RG则相当于是Rl与R2两个电阻并联的阻值,这样使得栅极电阻RG更小,可以有效地起到集电极电流变化过大的保护作用。
电磁炉中的IGBT管驱动电路如下图所示。振荡电路输出幅度约为4.1V的脉冲电压,此电压不能直接控制IGBT管的饱和导通及截止,所以必须通过驱动电路将信号放大。
该电路的工作过程如下:
①V8处于OFF状态时(V8=0V),V8<V9,Vl0为高电平,Ql导通,Q4截止,IGBT管的G极电压为0V,IGBT管截止。
②V8处于ON状态时(V8=4.1V),V8>V9,V10为低电平,Ql截止,Q4导通,+18V电压通过R23、Q4和Ql的e极加至IGBT管的G极,IGBT管导通。