A316J做为一款性能优良的逆变模块驱动IC,在众多变频器机种中得到应用。通过A316J反馈给CPU的OC信号,能提供对IGBT模块快速有效的保护。保护机理是这样的:在CPU的驱动脉冲给定期间(IGBT模块也应在导通期间),A316J通过14脚和16脚外围电路,与所驱动的IGBT管子的C、E极形成闭合环路,检测IGBT管子的管压降大于7V以上时,则A316J在封锁输出脉冲的同时,由6脚向CPU发出OC报警信号(低电平有效),使其实施保护停机动作。若需解除故障状态时,CPU将复位信号送至A316J的5脚(低电平有效),A316J便解除掉脉冲封锁,进入工作状态。
IGBT管子的导通内阻在正常电流范围内,其管压降一般在3V以内,当现异常过流时,管压降急剧上升,管子面临击穿损坏的边缘,此时必须实施速断保护,这一任务由A316J向CPU发送OC信号来完成。
在工作过程中有以下三种情况可导致A316J报OC信号:
1、负载异常导致运行电流过大(大于额定电流的3倍左右),使IGBT管子的管压降大于7V;
2、IGBT管子有开路性损坏;
3、驱动电路不良,造成IGBT管子的欠激励,此时输出电流虽偏小,但因管子处于微导通和随机关断状态下,因而其管压降大于动作阀值,也会送出OC信号。
在维修时,需判别A316J及脉冲回路的好坏时,(在并不明了IGBT管子的好坏的情况下,断开逆变回路供电后),可将A316J的14脚外接电阻与二极管串联电路与A316J的16脚短接,解除掉OC报警和脉冲封锁功能,利于检测A316J本身及脉冲输入、输出电路的好坏。
一例A316J驱动不良的故障:
接修一台小功率变频器,更换损坏IGBT模块,上电试机,当频率上升到20Hz及以上时,电机出现“咯噔”声,并伴随电机机体的抖动,运行中时有报OC停机现象的发生。检测输出电压,也有抖动现象。判断为IGBT模块内某一只管子导通不好或性能不良或某一路驱动电路不良。
1、当挑开W上臂驱动A316J的6脚后,空载运行中不再跳OC故障。查A316J的14脚外围元件,无异常,更换A316J后故障依旧;
2、单独更换W上臂IGBT管子试验,故障依旧;
3、故障还在A316J外围电路。拆下A316J供电电源的两只100uF/25V电容,检测容量只有几微法了。又顺便检查了其它驱动电源的电容,发现皆有失容或容量严重减小的现象。逆变模块的损坏原因正在于此。
驱动电源的电容失效后,使电源的带负载能力大为降低,表现为负载低速空载运行(小电流运行中)时,模块内IGBT管子尚维持较小的导通压降,电机还能“稳定运行”。当频率上升或带载运行时,由于驱动电源的电容失效,驱动能力下降使IGBT管子不能良好开通,形成较大的导通电阻,出现三相严重不平衡而导致电机跳动,并进而因管压降继续增大,使A316J检测电路输出OC信号而保护停机。如果说正的驱动电压的滤波电容失容,只会造成欠激励,跳OC信号而停机;那么负的截止电压的滤波电容的失容,则会带来危险的后果!截止负压的不足,易造成IGBT管子在开通后不能有效截止,出现某相上、下臂两只管子共通短路的可能,导致了逆变模块的炸裂损坏!
截止负压的丢失为IGBT模块损坏的第一杀手,上述原因当为第二杀手,直流回路储能电容的失容,是IGBT模块损坏的第三杀手。所以对逆变模块损坏的机器,不能忽略对驱动电源滤波电容的检查,尤其是使用时间较长和小功率机型空间狭小散热较差的机器!