这是一个超声波电源,逆变部分使用半桥结构,硬开关,IGBT参数为60A/1350V。DC直流用降压型IGBT斩波器获得。该电路在DC180V以下可以稳定可靠工作,但是只要超过200V后,上电工作必然爆管子,基本上是半桥的IGBT爆,其中上桥臂的IGBT爆管概率更高一些,下桥臂IGBT不一定爆。斩波的IGBT一般不爆。
IGBT驱动电路用的是EXB841,采用官方文档推荐的接法。负载是一个20Khz的超声波换能器。这个电源在大约500W功率左右可以24小时连续工作。
用示波器测量驱动波形,在不给半桥供电的情况下,两路半桥驱动波形没有问题,如下图所示,有足够的死区,死区时间大约8us。蓝色曲线是上桥臂,黄色曲线下桥臂。示波器是泰克TDS2120。
给半桥供电,发现上桥臂的驱动波形变了:一是电压值变了,应该是受半桥电压基准变高的原因;二是下管关闭后和上管开通前的死区没了,如下图所示
但是分别测量(即只用一个表笔测,不同时测两路)两路驱动波形,波形又是正常的,如下图所示,两路之间是有明显的死区的。不过上管驱动波形在负压有一个明显的毛刺,正对应下管关闭的时候。难道是下管关闭导致的上管提前开通?
然后在带载的情况下(接上超声换能器)测量集电极和发射极电压Vce波形,发现完全没有死区,每个IGBT开通时间基本就是50%。即使把两路驱动波形Vge之间死区时间调的很宽,Vce波形也没有任何变化,没有死区时间。
放大波形,发现大约有200ns的共通时间。
这个应该就是爆管的原因。IGBT可以承受短时间的短路,但是电流过大短时间也会损坏。这就能解释为什么低压时可以一直正常工作,电压一高就爆管。
我的问题是,明明两路驱动波形的死区已经足够宽了,但是两路输出Vce之间就是没有死区,不论采取调节吸收电路阻容参数、调整栅极电阻、栅极电阻反向并联快恢等措施,都不能丝毫改变IGBT开通时间为50%的现象。半桥IGBT的输出死区怎么就消失了呢。斩波IGBT的开通时间倒是严格受到PWM波形的控制的
已经在网上查找了很长时间的资料了,因本人电学知识有限,仍然没有找到输出没有死区的原因,恳求各位高手指点迷津。