變頻驅動器VFD/ IGBT逆變器的過壓保護6KV

在所有工業控制系統中，變頻驅動器(VFD)/逆變器通常安裝在電動機的前端，以調節速度并節省能源。根據不同的輸入電壓要求，逆變器通常分為低壓(110、220和380V)，中壓(690、1140和2300V)或高壓(3、3.3、6、6.6和10kV)。

由于VFD /逆變器是提供電源的關鍵組件，因此它們的操作，性能和可靠性對于保持不間斷電源至關重要。本應用筆記重點關注即使在不利條件下也可幫助確保VFD的可靠性和運行的TVS 二極管。

在上圖中，橙色塊突出顯示了交流線路保險絲，以提供過流或短路保護。。藍色方框表示瞬態抑制器，用于防止雷電引起的電涌或電源線的諧波電壓中斷造成的損壞。金屬氧化物壓敏電阻(MOV)由于其高功率性能而被廣泛用高壓交流電路。所需的MOV額定值將取決于浪涌電流的預期水平和所涉及的交流線路電路拓撲。例如，如果按照圖1所示連接AC 380V電源，為了滿足3kA，8 / 20μs的雷電浪涌要求，可以將三個20D391K(250V)高浪涌電流徑向引線壓敏電阻用于線對線(差模)保護，

三個MOV以星形配置連接，并與另一個GDT分開接地。這將提供線對線和線對地保護。選擇MOV時，還必須考慮鉗位電壓。對于這種情況，當兩個20D391K壓敏電阻串聯連接以提供差動保護時，它們產生的鉗位電壓約為1400V。

對于整流二極管，電容器和IGBT(絕緣柵雙極晶體管)，額定電壓應大于此值，以便為整個系統提供足夠的電壓保護。有時，很難為整個系統提供電壓保護，尤其是對于600V或更高的高功率線路電壓應用而言。對于這些情況，雷卯電子建議使用附加的(或次級)大功率TVS二極管，該二極管具有精確的低壓鉗位能力，可為整流二極管，電容器和IGBT提供差分保護。

如上面圖中的粉紅色方框所示，可以添加兩個AK3-380C TVS二極管，以在最大3kA，8 / 20μs的浪涌電流期間提供差分保護。AK3-380是一款雙向大功率TVS二極管，額定值為3kA(8 / 20μs)，隔離電壓為380V。兩個AK3-380C TVS二極管的最大鉗位電壓為1040V，遠低于MOV。

結果，它們為6裝IGBT提供了出色的浪涌保護，同時將電路保持在正常工作條件下。添加這些TVS二極管可為設計人員在選擇整流二極管和IGBT時提供更大的靈活性。

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