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捕鱼器鲜为人知的黑科技 原来最敏感最霸气的是她
作者: 发布于:2018-12-12 17:15:46 点击量:

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超声波捕鱼器是光伏系统非常重要的一个设备,主要作用是把光伏组件发出来的直流电变成交流电,除此之外,捕鱼器还承担检测组件、电网、电缆运行状态,和外界通信交流,系统安全管家等重要功能。一款全新的捕鱼器,从开发到量产,要两年多时间才能出来,除了过欠电压保护等功能外,捕鱼器还有很多鲜为人知的黑科技,如漏电流控制、散热设计、电磁兼容、谐波抑制,关键器件保护,效率控制等等,需要投入大量的人力和物力去研发和测试。

作为捕鱼器的关键元器件,阿瑟今天给大家介绍一下IGBT的主要功能及其保护机制。

IGBT是一种功率器件,在捕鱼器中承担着功率变换和能量传输的作用,是捕鱼器的心脏。同时,IGBT又是捕鱼器中最不可靠的元器件之一,对器件温度、电流、电流非常敏感,稍有超标,一言不合便炸机,而且不可修复,IGBT损坏就意味着捕鱼器需要更换或者大修。因此IGBT是捕鱼器重点保护对象。

上面是IGBT失效的三个模式,最常见的是电气故障,因为IGBT承担电流电压转换,而且频率很高,IGBT主电路过高、驱动电压过高、外界产生的尖峰电压都有可能造成过压损坏;捕鱼器输出过载、短路有可能导致过流。其次是温度故障,IGBT在运行过程中会产生大量的热量,这些热量如果不能及时散发出去,就有可能因为过热损坏;机械故障是有可能在生产加工和运输安装过程中,这种情况比较少见。

1、IGBT驱动保护

IGBT本身是一个电流开关的器件,什么时候开,什么时候关,开关多长时间是由捕鱼器的CPU来控制的,但是DSP输出是一个PWM信号,速度很快,但功率不够,驱动器最主要的作用是放大PWM信号。

IGBT控制很大的高频大电流,会产生电磁干扰信号,驱动器又和IGBT隔得很近,因此驱动电路要有隔离功能 ,目前驱动隔离方案有光耦、光纤、脉冲变压器、磁耦等几种。各种方式的优缺点如下:

2、IGBT过电流/短路保护

IGBT在设计时,电流一般都会留有10%以上的裕量。但是,捕鱼器在工作时,由于组件、负载短路,负载侧故障导致过流,负载侧有特别大的感性负载,启停时有很大的谐波电流,这时候捕鱼器输出电流会急剧上升,导致IGBT的工作电流也会对应急剧上升。IGBT短路分为两种情况:变流器的桥臂内发生直通,称为一类短路,变流器短路点发生在负载侧,等效短路阻抗较大,称为二类短路。二类短路一般也可认为是捕鱼器发生较严重的过流。在短路发生时刻,如果不采取相关措施,就会导致IGBT快速进入退饱和,瞬态功耗超过限值而损坏,因为IGBT承受过电流的时间仅为几微秒。因此,当短路发生时,要尽快关断IGBT,而且关断的速度要平缓,保证电流变化速率在一定范围,避免关断过快而引起电压应力超过限值而损坏IGBT,有源钳位的方案中增加快速响应措施,使得IGBT驱动能够尽快动作。

3、IGBT过温保护

捕鱼器环境温度过高、捕鱼器散热不良,持续过热均会导使IGBT损坏。如果器件持续短路,大电流产生的功耗将引起温升,若芯片温度超过硅本征温度(约250℃),器件将失去阻断能力,栅极控制就无法保护,从而导致IGBT失效。在设计时主要从两个方面去考虑:第一,加强完善IGBT管的散热条件,包括风道设计、散热器的设计制作,加强制冷等;第二,设计过热检测保护电路,用IGBT模块上内置的热敏电阻来测量IGBT散热温度,是很准确的,当温度超过设定值时,关断IGBT使其停止工作。

4、IGBT机械故障保护

为了散热方便,IGBT都是通过螺丝连接,安装在散热器上,这个螺丝的连接强度非常有讲究,要恰到好处,如果力量太大,会损坏IGBT。如果力量太轻,在运输和安装过程中,由于振动会造成接触不良,热阻增加,器件过温损坏。在安装IGBT时,都会使用专门的螺丝批,根据IGBT型号,采用相应的扭力,保证IGBT既连接牢固,又不会损坏。

因此,IGBT是捕鱼器中最娇气,最敏感,最容易损坏的器件;同时也是捕鱼器中最昂贵,最关键的器件,捕鱼器必须采取很多措施去保护她。

阿瑟顿新能源科技有限公司是一家专注于光伏领域发展的高新技术企业,公司拥有多项核心前沿技术。由创始人带领美国资深高科技团队创立,以研发、生产、销售光伏智能优化器、捕鱼器、智能无线物联产品为主,提供光伏逆变优化一体解决方案。阿瑟顿新能源,将始终坚持以拼搏、开放、坚持、融合为发展理念,不断为新能源行业注入新的活力,引领新能源行业快速发展。



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