浅谈变频驱动器VFD/ IGBT逆变器的过压保护6KV

在所有工业控制系统中，变频驱动器（VFD）/逆变器通常安装在电动机的前端，以调节速度并节省能源。根据不同的输入电压要求，逆变器通常分为低压（110、220和380V），中压（690、1140和2300V）或高压（3、3.3、6、6.6和10kV）。

由于VFD /逆变器是提供电源的关键组件，因此它们的操作，性能和可靠性对于保持不间断电源至关重要。本应用笔记重点关注即使在不利条件下也可帮助确保VFD的可靠性和运行的TVS二极管。

在上图中，橙色块突出显示了交流线路保险丝，以提供过流或短路保护。。蓝色方框表示瞬态抑制器，用于防止雷电引起的电涌或电源线的谐波电压中断造成的损坏。金属氧化物压敏电阻（MOV）由于其高功率性能而被广泛用高压交流电路。所需的MOV额定值将取决于浪涌电流的预期水平和所涉及的交流线路电路拓扑。例如，如果按照图1所示连接AC 380V电源，为了满足3kA，8 / 20µs的雷电浪涌要求，可以将三个20D391K（250V）高浪涌电流径向引线压敏电阻用于线对线（差模）保护，

三个MOV以星形配置连接，并与另一个GDT分开接地。这将提供线对线和线对地保护。选择MOV时，还必须考虑钳位电压。对于这种情况，当两个20D391K压敏电阻串联连接以提供差动保护时，它们产生的钳位电压约为1400V。

对于整流二极管，电容器和IGBT（绝缘栅双极晶体管），额定电压应大于此值，以便为整个系统提供足够的电压保护。有时，很难为整个系统提供电压保护，尤其是对于600V或更高的高功率线路电压应用而言。对于这些情况，雷卯电子建议使用附加的（或次级）大功率TVS二极管，该二极管具有精确的低压钳位能力，可为整流二极管，电容器和IGBT提供差分保护。

如上面图中的粉红色方框所示，可以添加两个AK3-380C TVS二极管，以在最大3kA，8 / 20µs的浪涌电流期间提供差分保护。AK3-380是一款双向大功率TVS二极管，额定值为3kA（8 / 20µs），隔离电压为380V。两个AK3-380C TVS二极管的最大钳位电压为1040V，远低于MOV。

结果，它们为6装IGBT提供了出色的浪涌保护，同时将电路保持在正常工作条件下。添加这些TVS二极管可为设计人员在选择整流二极管和IGBT时提供更大的灵活性。

fqj