一臺九陽廠C18X1型電磁爐不定期連續(xù)損壞了4只IGBT管,并同時連帶熔斷15A電源保險管及過流損壞20A整流全橋。每次都是更換損壞元件后,電磁爐又能夠用上一段長短不等的時間,然后再次損壞??磥砉收细床]找到。那么到底有哪些因素會導(dǎo)致IGBT管的損壞呢?查閱相關(guān)資料得知,屢損IGBT管的原因較多,主要有以下10點:
1.高壓保護電路故障
高壓保護電路的作用是防止加至IGBT管c極電壓過高而使其擊穿。若有問題,會使IGBT管過壓而擊穿。
2.同步電路故障
同步電路的作用是保證加至IGBT管G極的開關(guān)脈沖前沿與加至IGBT管c,e極脈沖后沿同步,以確保IGBT管在c極電壓最低時導(dǎo)通,從而防止IGBT管因內(nèi)部損耗過大而過熱損壞。
3.前置驅(qū)動電路故障
前置驅(qū)動電路的作用是將驅(qū)動IGBT管的脈寬信號進行放大,以保證IGBT管工作在開關(guān)狀態(tài)。若有故障,可能使IGBT管因欠激勵而損壞。
4.LC諧振電路故障
LC諧振電路的作用是通過LC并聯(lián)諧振,將電容中儲存的電場能(由電源提供)轉(zhuǎn)化為發(fā)熱盤(線圈)中的磁場能,再由鍋底轉(zhuǎn)化成熱能。若發(fā)熱盤短路或諧振電容(通常為0.27μF/1200V或0.3μF/1200V)部分失容,將會造成IGBT管過流或過壓損壞。
5.+300V整流濾波電路故障
該電路的作用是將市電整流、濾波成+300V直流電,并供給IGBT管。極。該電路主要由20A/400V整流全橋和4μF~5μF/400V無極濾波電容組成。若濾波電容失效,容易導(dǎo)致加至IGBT管c極的脈沖電壓過高而使IGBT管擊穿。
6.低壓+15V或+18V整流濾波電路故障
該電路一般為同步電路、前置驅(qū)動電路、風(fēng)扇散熱電路提供工作電源(注:九陽牌電磁爐低壓電源常為15V),一旦提供的電壓失常,就會導(dǎo)致上述電路無法正常工作而使IGBT管損壞。
7.單片機電路故障
單片機(MCU)是電磁爐的控制中心,其作用是對整個電磁爐的工作狀況及各單元電路送來的信息隨時進行檢測(比如溫度檢測、過零檢測、過/欠壓檢測、電流檢測、鍋具檢測等),以保證電磁爐正常工作。一旦發(fā)生故障就會使單片機無法履行其職責(zé),在需要保護時不能實施保護,從而使IGBT管損壞。
8.溫度、電流檢測電路故障
溫度檢測電路作用是對電磁爐爐面溫度、IGBT管工作溫度進行實時檢測,以防過熱損壞。電流檢測電路主要元件是一個電流互感器,其電流互感器初級線圈串聯(lián)在電磁爐的市電引入線回路中,次級線圈接取樣檢測電路,并與MCU過流保護接口端相連。當(dāng)IGBT管過流時,MCU會發(fā)出保護指令,關(guān)斷送給IGBT管的驅(qū)動脈沖,從而避免IGBT管過流損壞。
9.散熱系統(tǒng)故障
該系統(tǒng)包括風(fēng)扇電機、散熱器等,其作用是對IGBT管、整流全橋散熱。如果風(fēng)扇轉(zhuǎn)速變慢甚至停轉(zhuǎn)或風(fēng)道被堵,就會使上述元件過熱損壞。
10.鍋具變形
變形的鍋底產(chǎn)生的渦流將不均勻,會使鍋底發(fā)熱不均,從而導(dǎo)致鍋底溫度傳感器檢溫失常,使MCU不能檢測到過高的溫度而實施保護,最終IGBT管會因過熱而損壞。
由于該電磁爐已經(jīng)過4次修理,基本排除了上述鍋具變形與散熱系統(tǒng)、溫度/電流檢測電路、單片機電路、低壓15V電源、+300V整流濾波電路、前置驅(qū)動電路異常等故障原因。對諧振電路的諧振電容C3、電磁線圈L2進行檢查,均未發(fā)現(xiàn)異常。
接下來對高壓保護電路進行檢查,相關(guān)電路如圖1所示。若高壓過高,經(jīng)R23 ,R24加至電壓比較器U2 -2 (LM339)反相輸入端⑧腳電平將會超過正相輸入端⑨腳電平,則輸出端14腳輸出低電平,經(jīng)R31使D11導(dǎo)通,將輸送給IGBT管的脈沖電平鉗為負(fù)值,使 IGBT管截止而得到保護。對這部分電路進行檢查,一無所獲。由此看來問題應(yīng)在同步電路。在IGBT管導(dǎo)通時,其。極對地電壓最低,此時經(jīng)R21, R22加至電壓比較器U2-1 (LM339)反相輸入端④腳,則該腳電壓將低于正相輸入端⑤腳電壓,輸出端②腳輸出高電平,送至單片機(S3F9454XZZ )17腳,再由單片機適時控制加至IGBT管G極的開關(guān)脈沖前沿,與此時加在IGBT管。、e極脈沖后沿同步,以保證門控管功耗最低,避免過熱擊穿。當(dāng)對這部分電路進行檢查時,發(fā)現(xiàn)電壓比較器U2-1 (LM339)②腳至單片機17腳的銅箔線路很細(xì),且經(jīng)過的路徑也較長,這條通路會不會有問題呢?當(dāng)用表試探地檢測U2-1②腳至單片機17腳之間電阻值時,果然時而無窮大,時而阻值為零。顯然,該段銅箔線路有接觸不良點。用放大鏡觀察,終于發(fā)現(xiàn)該銅箔線路上有一處隱性裂紋,補焊后試機,故障排除?,F(xiàn)已工作近半年,屢損IGBT管現(xiàn)象再未出現(xiàn),看來該機的故障原因是同步電路有接觸不良所致。
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