【应用】100A/1600V新型可控硅模块让变频器预充电更可靠

时间： 2017-12-18 来源：世强作者：zyliuliu

技术问答

变频器的主回路通常由整流桥、预充电回路、电解电容和IGBT逆变电路组成，如图1所示：

图1：变频器主回路

预充电回路是变频器正常工作的重要组成部分，在变频器未上电前，母线上的电解电容的电压为零，处于短路状态。上电后，如果不采用预充电回路对电流加以限制，瞬间的短路电流会给整流桥和电解电容造成浪涌冲击，从而损坏整流桥以及电容。

传统的预充电回路采用预充电电阻与直流接触器并联的方式，在变频器上电后，先由预充电电阻对母线电容进行限流充电，抑制浪涌电容。随着母线电容电压的不断升高，达到正常工作电压的80%以后，控制直流接触器闭合，旁路预充电电阻，变频器正常运行。这种方式技术成熟，控制较为简单，但存在以下问题：

1、直流接触器采用机械触点，开关次数有限，寿命短；

2、直流接触器在实际使用中存在过流导致的触点粘连问题，该故障难以及时发现，再次上电时会导致变频器损坏；

3、直流接触器体积大、成本高，不利于变频器的小型化和降成本。

基于上述预充电回路存在的问题，本文提出了一种采用可控硅模块实现变频器预充电功能的设计，该设计在实现预充电功能的基础上，可以省掉直流接触器，减小变频器体积、降低故障率、提高变频器的使用寿命，图2为应用电路：

图2：采用可控硅预充电的变频器

图2所示为采用可控硅模块进行变频器预充电，在预充电回路采用一颗可控硅替代直流接触器，通过控制可控硅的通断来实现预充电功能。KYOCERA的可控硅整流模块 PGH100N16，规格为100A/1600V，特点如下：

1、集成了三相整流桥和可控硅，可以替换常规的整流桥+直流接触器，集成度高，可以缩小变频器的体积，降低系统成本；

2、在预充电回路采用可控硅代替机械触点，有效降低故障率，延长了变频器的使用寿命。

图3给出了可控硅的触发电路，由开关电源产生一路隔离电压，作为可控硅触发电路的供电电源。控制电路由NE555、DPH2、DQ22、DQ3触发脉冲通/断电路组成。开关电源工作后，NE555输出的振荡脉冲，通过CPU的指令控制可控硅的通断。当光耦输出侧三极管导通时，NE555振荡器的脉冲信号经三极管DQ22、DQ3送入后级D、R触发电路回路。在CPU发出可控硅开通指令后，DPH2一直处于导通状态，将触发脉冲加在可控硅的G、K极，实现可控硅的开通，预充电回路工作完成，变频器正常运行。

图3：可控硅触发电路

本文给出了一种新型可控硅模块实现变频器预充电功能，采用KYOCERA的可控硅模块可以替换传统的整流桥+直流接触器，集成度更高，减小了变频器的体积，并且有效降低变频器的故障率，延长了使用寿命。

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小伟 Lv7. 资深专家 2018-08-14

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游来游去 Lv8. 研究员 2018-06-11

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冰雪鱼鱼 Lv5. 技术专家 2017-12-20

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冰雪鱼鱼 Lv5. 技术专家 2017-12-20

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芯际探索（XJTS）功率器件选型指南

描述- 公司以元器件可靠性为基础，在该领域纵向发展，自主研发了 IGBT 及模块、Si 基 /SiC 基 MOSFET及模块和 HVIC 高边开关系列产品。应用市场从以往传统的航空航天、商业航天领域拓展至当下炙手可热的新能源汽车、高铁、舰船、光伏等电子电力装置领域，满足多领域逆变器、UPS、变频器、电机驱动及大功率电源的应用需求。

型号- CSBW50N65EC,CSBW40N120E,CSSY60M190B,CSBP15N60B,CSCX3N65A,CSFP25R12FBF,CSSA70M200CFD,CSSX70M1K5,CSBC15N65B,CSVX13N50B,CSKX6N65AK,CSBA20N60BZ,CSFF150R12KB,CSVM02N50HA,CSKX20A120AK,CSBW50N65EH,CSSX65M210B,CSSA65M640B,CSKX20N65AK,CSTO5N60N,CSCK20N120A,CSKX8N65AK,CSSD100D120R3QN,CSTU15N30AK,CSSX80M670B,CSVP15N50AKH,CSBA10N65B,CSSX65M320B,CSSX65M550B,CSSX65M990,CSCE20N120A,CSSX70M190,CSVX7N60ECFD,CSFF200R12RB,CSVA10N65F,CSSA65M280CFD,CSVX10N65B,CSGU15R30BKH,CSKX10N65AK,CSSS150D065R3ON,CSSX60M900B,CSFP40R12FBF,CSFF50R12RB,CSSW60M041,CSSA65M1K5,CSSA65M1K8,CSBW30N120E,CSFF75R12RB,CSGU10R7,CSSS600D120R3MW,CSBQ50N120B,CSBQ75N120BF,CSTD50N60N,CSSW60M086CFD,CSCC10N120A,CSBW40N120ES,CSFF200R07RBF,CSFS150R12DBF,CSSX65M170,CSSX70M710B,LPHVIC2AB,CSSA60M240,CSSD050F120R3ON,CSSX70M300CFD,CSSW65M045B,CSFP100R12DBF,CSBD6N65EF,CSFP75R12TBF,CSFF820R08RBF,CSSX65M260,CSCC15N120AK,CSFP75R12DBF,CSVX10N60B,CSBW50N65E,CSCX120R80BKX,CSSX70M600B,CSCE30N120A,CSSW65M092CFD,CSVX14N50B,CSBP15N65B,CSSX70M430,CSVX20N50B,CSSV050D120R3ON,CSSX60M940,CSVX2N60B,CSFF450R12KBF,CSSX65M390,CSCK15N120A,CSCX15N65A,CSCX6N65A,CSTO2N10,CSSX65M110B,CSSD70M910B,CSSC600D120Z2MN,CSBW60N60CF,CSFP150R12DBF,CSVX2N65BK,CSBW50N65BH,CSSD100D170C6XN,CSSX60M350B,CSSW65M046CFD,CSSS300D120Z2MW,CSFP15R12CBF,CSBW40N120BF,CSFP50R12TBF,CSSS500D170C3MN,CSFP25R12EBF,CSSX70M900,CSSS380D170C3MN,CSVA12N65F,CSSX60M370,CSBM10N60BTB,CSBW40N65BF,CSFP50R12DBF,CSSA65M1150E,CSCX120R40BKX,CSGJ010R075,CSSX65M830B,CSTO4N85,CSSW65M030CCFD,CSSW60M115B,CSFF75R12RBF,CSSW65M065E,CSVX8N70,CSVX7N60B,CSGJ80R040,CSSS250D170C3MN,CSSX80M850B,CSVX4N65F,CSVX4N65B,CSCX10N65A,CSCX2N65A,CSSX65M810,CSFS200R12DBF,CSSX70M1K1B,CSGP10R033,CSFF200R12KBF,CSVX20N65F,CSSS200D120R3PN,CSVX20N65B,CSSS100D120R3ON,CSFP40R12CBF,CSHVIC25,CSSX60M190B,CSSW60M150B,CSSS100F120R3OW,CSSX65M165B,CSVX12N65B,CSSS100F120R3PN,CSSX70M360B,CSVX3N60BCFD,CSRC25U20AL,CSCZ120R30BKY,CSSX80M250B,LPHVIC75B,CSTD50N30R,CSFF150R12RB,CSVM03N60TA,CSVA8N65B,CSFF450R12MBF,CSSA70M180B,CSVM03N60TD,CSFF100R07RBF,CSFS100R12DBF,CSSX65M130B,CSTP80N60N,CSFF150R12KBF,CSCX120R30BKX,CSSC600D120R3MN,CSCX8N65A,CSFP25R12CBF,CSSX70M700,CSKP1N30AK,CSSX80M380B,CSCE1N40AKH,CSFF200R12KB,CSFP50R12FBF,CSSX65M1K0B,CSFF450R17MBF,CSTO3N60N,CSVX18N50B,CSVX4N70,CSCE40N120A,CSSX60M600,CSGJ06R030,CSSA65M180CFD,CSSS250D170G3MN,CSSX60M160,CSHVIC15,CSBW15N120BF,SSX65M450B,CSFF100R12RB,CSCX120R16BKX,CSSS050F120R3OW,CSBA15N65B,CSSD100F170C6XN,CSSC600D12R3MN,CSFB15R12WBF,CSSP65M600AKH,CSFF400R12KBF,CSVX7N65B,CSSA60M250CFD,CSFF150R12RBF,CSVM07N60TD,CSVX7N65F,CSSS300D120R3MW,CSBX20N60B,CSVM07N60TA,CSVA20N50F,CSSS300D170C3MN,CSBW40N60BF,CSFF600R12MBF,CSBL50N120B,CSBM15N60BTB,CSVX4N60B,CSSA70M230B,CSSD050D170C6XN,CSCK30N65A,CSRT80U40B,CSSS900D120R3TW,CSCX4N65A,CSFP40R12EBF,CSBA10N60E,CSFF300R17KBF,CSSD050F170C6XN,CSBX10N60B,CSVX6N70,CSBW25N60BF,CSSX65M380B,CSBC15N60B,CSVX5N50CCFD,CSSW60M043CFD,CSGJ10R7,CSBW25N120BF,CSHVIC75,CSVX12N60B,CSCC6N120A,CSVA11N70,CSTO3N60,CSBX10N65EF,CSFF300R12KBF,CSSX70M1K,CSVX2N65B,CSSX60M160CFD,CSSS600D120Z2MW,CSSD100D120Z2QN,CSVX4N150D,CSSS1000D170C3XN,CSSX70M420B,CSFB600R12DBF,CSBA15N60B,CSFF300R12KB,CSSX65M1K6,CSVA13N50F,CSBL75N120BF,CSSX60M760,CSSX60M082,CSFF100R12RBF,CSFP15R12WBF,CSFF150R07RBF,CSGC20R170,CSRT60U30B,CSSX65M650,CSSX70M290,LPHVIC2A

选型指南 - 芯际探索 - 2023/10/13 PDF 中文下载

超有用！安装IGBT的正确打开方式

功率模块的安装是产品应用中的重要一环，本文详细介绍Vincotech产品系列中的Flow1的安装方式及注意事项，给您更好的安装参考。

器件选型发布时间 : 2016-09-18

【产品】100V/120V/150V，20A的大功率肖特基

新电元（ShinDengen）公司推出了一款高性能肖特基二极管SG20TC10M/SG20TC12M/SG20TC15M，可承受峰值正向浪涌电流最高可达200A，正向导通电压最大0.86V/0.87V/0.88V，是高频整流设计的不二选择。

新产品发布时间 : 2018-02-25

【选型】PC6016二极管整流模块可作为MSKD60-16整流桥备选方案

Kyocera二极管整流模块PC6016具有更大的浪涌电流承受能力（1200A），更大的瞬时电流耐量（7200A2s）。

器件选型发布时间 : 2019-09-06

最简单易用的7管封装的IGBT模块

IGBT的优势在于输入阻抗很高，开关速率快，导通态电压低，关断时阻断电压高，集电极和发射机承受电流大的特点，目前已经成为电力电子行业的功率半导体发展的主流器件。

设计经验发布时间 : 2019-07-11

【产品】热阻仅0.5℃/W的三相整流桥，轻松迎击300A浪涌

D30XT80工作电压可达800V，最大工作电流30A，出色的热特性可完美适合大功率应用。

新产品发布时间 : 2017-04-10

在设计机车空调变频器时，由于变频器在预充电结束后需要继电器将预充电电阻短路，而继电器存在机械寿命的限制，希望找一款可以替代继电器实现短接预充电电阻的元件？

变频器预充电继电器普遍存在寿命较短造成故障的现象，目前可以解决的方案是使用可控硅晶闸管来替代继电器，KYOCERA推出了一款带可控硅的三相整流桥，型号为PGH150N16，这款产品可以实现整流功能的同时将预充电电阻短接，解决继电器的机械寿命较短的问题。

技术问答发布时间 : 2017-07-01

现在用FF450R12ME4的模块，用在电动汽车电机控制器上，有什么替换的的模块吗？

A0-VS122PA450M7-L758F70和FF450R12E4是同样电流电压，同封装的模块，可以替换。而且A0-VS122PA450M7-L758F70该模块内部底板做了一些优化，成本会有一定的优势。

技术问答发布时间 : 2017-05-05

新能源汽车电机控制器中IGBT，芯片，电容未来的技术发展趋势？

新能源汽车电机控制器，未来会朝着高功率密度、低损耗、高效率的方向发展。对于具体的器件应用： 1）IGBT使用最新一代晶圆，采用先进的的封装工艺，实现更低的开关和导通损耗。代表产品为Vincotech的E3系列模块； 2）电驱控制器高度集成，功率密度高。需要使用耐高温、纹波承受能力强的薄膜电容，代表产品为WIMA DC-LINK MKP 4系列； 3）IGBT驱动芯片需要集成饱和压降检测、软关断功能，且需要较强的驱动能力。代表产品为PI的Idriver系列。相关资料可以在世强官网或者APP搜索。

技术问答发布时间 : 2017-03-21