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第十二章IGBT驅(qū)動(dòng)電路故障維修
12.1找到IGBT驅(qū)動(dòng)電路
電磁爐工作時(shí)，IGBT管（門控管）導(dǎo)通、截止交替動(dòng)作，形成高頻振蕩狀態(tài)。而IGBT管（門控管）導(dǎo)通、截止工作狀態(tài)的變化，則是通過IGBT驅(qū)動(dòng)電路實(shí)現(xiàn)的，這是一個(gè)功率放大電路。對(duì)電磁爐中的IGBT驅(qū)動(dòng)電路進(jìn)行查找時(shí)，在其電路板中很難確定該電路的準(zhǔn)確部位，可通過在其電磁爐對(duì)應(yīng)的圖紙中進(jìn)行查找，查找出該電路所包含的元器件后，再與電路板上的元器件進(jìn)行對(duì)應(yīng)，即可確定該電路中的元器件，典型電磁爐的具體查找方法如圖12-1所示。
電磁爐中的IGBT驅(qū)動(dòng)電路有兩種結(jié)構(gòu)形式：一種是采用晶體管構(gòu)成的互補(bǔ)推挽式放大器構(gòu)成IGBT驅(qū)動(dòng)電路；另一種則是采用集成電路芯片構(gòu)成IGBT驅(qū)動(dòng)電路。
（1）如圖12-2所示為典型互補(bǔ)推挽式放大器構(gòu)成的IGBT驅(qū)動(dòng)電路，該電路接收PWM調(diào)制電路送來的經(jīng)過功率調(diào)整后的PWM信號(hào)，經(jīng)過功率放大以后，送給IGBT管（門控管）的柵極。
（2）如圖12-3所示為典型集成電路構(gòu)成的IGBT驅(qū)動(dòng)電路，該電路接收PWM調(diào)制電路送來的經(jīng)過功率調(diào)整后的PWM信號(hào)，在集成電路內(nèi)部經(jīng)過放大，輸出送給送給IGBT管（門控管）。
12.2搞清IGBT驅(qū)動(dòng)電路的工作原理
采用互補(bǔ)推挽式放大器的IGBT驅(qū)動(dòng)電路實(shí)際上是由一個(gè)NPN晶體管和一個(gè)PNP晶體管構(gòu)成的。
1．這類放大器的偏壓在截止點(diǎn)，因此工作在PWM調(diào)制電路輸出信號(hào)的正半周時(shí)，NPN晶體管處于導(dǎo)通狀態(tài)，PNP晶體管處于截止?fàn)顟B(tài)，放大后的信號(hào)經(jīng)由NPN晶體管輸出，如圖12-4所示。
2．當(dāng)工作在在PWM調(diào)制電路輸出信號(hào)的負(fù)半周時(shí)，NPN晶體管處于截止?fàn)顟B(tài)，PNP晶體管處于導(dǎo)通狀態(tài)，放大后的信號(hào)經(jīng)由PNP晶體管輸出，如圖12-5所示。
采用集成電路構(gòu)成的IGBT驅(qū)動(dòng)電路實(shí)際上是將功率放大器制作在了集成電路內(nèi)部，電磁爐常用的IGBT驅(qū)動(dòng)集成電路芯片為TA8316，該型號(hào)又有TA8316S和TA8316AS兩種，差別只在于內(nèi)部電路有些不同，如圖12-6所示為IGBT驅(qū)動(dòng)集成電路芯片內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖。
由脈沖信號(hào)產(chǎn)生電路送來的脈寬調(diào)制信號(hào)從①腳送到TA8316的內(nèi)部，脈寬信號(hào)經(jīng)過一個(gè)比較電路和驅(qū)動(dòng)電路，將電流放大，以便對(duì)兩個(gè)輸出晶體管進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。然后將功率放大后的脈寬調(diào)制信號(hào)輸出，送往門控管。集成電路TA8316的④腳是接地端，②腳為電源供電端，放大后的脈寬調(diào)制信號(hào)從⑤腳輸出，經(jīng)過一個(gè)loci的限流電阻進(jìn)行限流，然后將信號(hào)送到門控管的控制極（柵極），驅(qū)動(dòng)IGBT管（門控管）使其工作在高頻脈沖狀態(tài)。⑦腳內(nèi)接保護(hù)二極管，當(dāng)門控管柵極電壓過高時(shí)，進(jìn)行鉗位保護(hù)。當(dāng)IGBT管（門控管）工作以后，爐盤線圈便開始加熱，如果驅(qū)動(dòng)集成電路沒有輸出，IGBT管（門控管）就不工作，整機(jī)便處于停機(jī)狀態(tài)。
集成電路TA8316S和集成電路TA8316AS各引腳開路阻值見表12-1所列。
如圖12-7所示為采用集成電路構(gòu)成的IGBT驅(qū)動(dòng)電路簡圖，TA8316是驅(qū)動(dòng)集成電路的集成塊，②腳是電源供電端，①腳是脈寬調(diào)制信號(hào)的輸入端，脈寬信號(hào)經(jīng)過①腳送入以后，在TA8316里面進(jìn)行放大，放大后由⑤腳輸出。⑤腳輸出的信號(hào)經(jīng)過插件CN2就直接送到了IGBT管（門控管）的控制極，控制IGBT管（門控管）的導(dǎo)通或截止。插件CN2的①、②、③腳都是電壓檢測信號(hào)，⑨腳是電流檢測信號(hào)，通過插件 CN2將功率元器件上的檢測信號(hào)送到控制電路板。在發(fā)生故障時(shí)，可以通過對(duì)這些引腳的檢測來進(jìn)行判別。在檢測時(shí)要注意安全，因?yàn)殡姶艩t電路與交流高壓沒有采取隔離措施，接地端有時(shí)候可能帶有高壓。
12．3看懂IGBT驅(qū)動(dòng)電路故障檢修過程
12．3．1美的MC-PSD16A電磁爐IGBT驅(qū)動(dòng)電路故障檢修過程
故障現(xiàn)象描述
電磁爐通電后操作正常，顯示正常，但當(dāng)按下開始加熱鍵后，不能加熱。
電路分析指導(dǎo)
通過故障現(xiàn)象，發(fā)現(xiàn)電磁爐操作基本正常，只有在按下開始加熱鍵后，不能加熱，排除了交流輸入電路的故障，故障范圍應(yīng)確定在IGBT驅(qū)動(dòng)電路中。如IGBT驅(qū)動(dòng)電路損壞，則無信號(hào)驅(qū)動(dòng)IGBT管。如圖12-8所示為美的MC-PSD16A電磁爐IGBT驅(qū)動(dòng)電路，TS8316S芯片的①腳接收PWM調(diào)制電路送來的經(jīng)過功率調(diào)整的PWM信號(hào)，經(jīng)過集成電路芯片內(nèi)部放大處理后，由⑤腳輸出，驅(qū)動(dòng)IGBT管。
電路檢修指導(dǎo)
IGBT驅(qū)動(dòng)電路是否正常，主要是檢測構(gòu)成該電路的集成電路芯片是否正常。
（1）為了防止IGBT管（門控管）屢次被擊穿燒壞，因此檢測時(shí)，應(yīng)將爐盤線圈取下來，如圖12-9所示。
（2）集成電路芯片TA8316S的②腳為IGBT驅(qū)動(dòng)電路電源端，在該引腳處應(yīng)檢測到18V左右的電壓，如圖12-10所示。該引腳檢測正常，說明18V供電電路正常，能夠確保IGBT驅(qū)動(dòng)電路正常運(yùn)行。
（3）集成電路芯片TA8316S的①腳接收PWM調(diào)制電路送來的信號(hào)，在該引腳處應(yīng)檢測到7. 7V左右的電壓，如圖12-11所示。
（4）集成電路芯片TA8316S的⑤腳輸出驅(qū)動(dòng)信號(hào)，該引腳處應(yīng)檢測到17V左右的電壓。經(jīng)檢測，發(fā)現(xiàn)該引腳電壓為0V，如圖12-12所示，說明集成電路芯片TA8316S內(nèi)部損壞，不能放大控制信號(hào)。
（5）經(jīng)過檢測，確定故障點(diǎn)為集成電路芯片TA8316S，更換損壞的集成芯片之后，開機(jī)試運(yùn)行，故障排除。
12.3.2奔騰PC200N電磁爐IGBT驅(qū)動(dòng)電路故障檢修過程
故障現(xiàn)象描述
電磁爐設(shè)置任意火力，按下開始加熱鍵后，不能工作，其他操作正常。
電路分析指導(dǎo)
如圖12-13所示為奔騰PC200N電磁爐IGBT驅(qū)動(dòng)電路，PWM調(diào)制電路送出的信號(hào)，由晶體管Q3和Q4構(gòu)成的互補(bǔ)推挽式放大器進(jìn)行放大，輸出足夠驅(qū)動(dòng)IGBT管工作的脈沖電流。
電路檢修指導(dǎo)
電磁爐出現(xiàn)設(shè)置完成后，不能通過開始加熱鍵進(jìn)行工作，IGBT驅(qū)動(dòng)電路發(fā)生故障的可能性較大，應(yīng)對(duì)其進(jìn)行檢測。
（1）從圖12-13中可以看到，該電磁爐的IGBT驅(qū)動(dòng)電路是由2個(gè)晶體管構(gòu)成的互補(bǔ)推挽式放大器。
（2）使用萬用表檢測晶體管Q3，如圖12-14所示，發(fā)現(xiàn)Q3晶體管斷路損壞。
（3）采用同樣的方法，檢測晶體管Q4，如圖12-15所示，該晶體管也被擊穿損壞。
（4）晶體管被擊穿損壞，應(yīng)對(duì)外圍電路同樣進(jìn)行檢測，如圖12-16所示，經(jīng)檢測，發(fā)現(xiàn)電阻R42的阻值為0Ω，偏離標(biāo)稱值。
（5）更換損壞的元器件之后，開機(jī)試運(yùn)行，故障排除。
關(guān)鍵提示：
當(dāng)晶體管出現(xiàn)擊穿損壞，不能只是更換損壞的晶體管，還應(yīng)檢測控制晶體管的外圍元器件，待確定無故障元器件之后，再進(jìn)行更換，不然會(huì)出現(xiàn)晶體管屢次擊穿損壞，故障為排除的現(xiàn)象。
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