新聞中心

EEPW首頁 > 電源與新能源 > 設計應用 > 簡述逆變電路及其控制及門極關斷箝位電路設計

簡述逆變電路及其控制及門極關斷箝位電路設計

作者: 時間:2013-07-01 來源:網(wǎng)絡 收藏

UPS(Uninterruptible Power System ),即不間斷電源,是一種含有儲能裝置,以逆變器為主要組成部分的恒壓恒頻的不間斷電源。主要用于給單臺計算機、計算機網(wǎng)絡系統(tǒng)或其它電力電子設備提供不間斷的電力供應。當市電輸入正常時,UPS 將市電穩(wěn)壓后供應給負載使用,此時的UPS就是一臺交流市電穩(wěn)壓器,同時它還向機內電池充電;當市電中斷(事故停電)時, UPS 立即將機內電池的電能,通過逆變轉換的方法向負載繼續(xù)供應220V交流電,使負載維持正常工作并保護負載軟、硬件不受損壞。

本文引用地址:http://m.butianyuan.cn/article/175016.htm

不間斷電源(Uninterrupted Power Supply,簡稱UPS)是一種穩(wěn)頻、穩(wěn)壓、純凈、不間斷的高質量電源,隨著電子和電器設備對電網(wǎng)質量要求的不斷增高,它已經(jīng)成為許多重要場合必備的輔助電源。

1 逆變電路及其

PWM技術原理 由于全控型電力半導體器件的出現(xiàn),不僅使得逆變電路的結構大為簡化,而且在策略上與晶閘管類的半控型器件相比,也有著根本的不同,由原來的相位技術改變?yōu)槊}沖寬度控制技術,簡稱PwM技術。 PwM技術可以極其有效地進行諧波抑制,在頻率、效率各方面有著明顯的優(yōu)點使逆變電路的技術性能與可靠性得到了明顯的提高。采用PwM方式構成的逆變器,其輸人為固定不變的直流電壓,可以通過PwM技術在同一逆變器中既實現(xiàn)調壓又實現(xiàn)調頻。由于這種逆變器只有一個可控的級,簡化了主回路和控制回路的結構,因而體積小、質量輕、可靠性高。又因為集凋壓、調頻于一身,所以調節(jié)速度快、系統(tǒng)的動態(tài)響應好。此外,采用PwM技術不僅能提供較好的逆變器輸出電壓和電流波形,而且提高了逆變器對交流電網(wǎng)的因數(shù)。

正弦脈寬調制(SPWM)技術在逆變器的控制中得到了廣泛應用,正弦脈寬調制方式很多,在此不一一描述。本電路采用的是倍頻式的調制方式,下面簡單加以介紹。

全橋逆變電路的基本結構如圖1所示。在倍頻式調制方式中,四個開關管的門極脈沖信號Vg1~Vg4的產(chǎn)生方法如圖2所示。四個開關管門極脈沖信號Vg1~Vg4與兩橋臂中點A、B間電壓VAB的波形也如圖2所示。

全橋逆變電路的基本結構

門極脈沖信號產(chǎn)生方法

由圖2可以看出,在倍頻式調制方式中,A、B間電壓頻率是開關管工作頻率的兩倍,這種調制方式的好處在于在不增加開關管工作頻率的情況下,可以減小逆變器輸出濾波器的尺寸。它的缺點在于四個門極脈沖信號各不相同,提高了控制電路和脈沖發(fā)生電路的復雜性。本文提及的逆變電路開關管門極SPWM信號是由數(shù)字信號處理器(DSP)產(chǎn)生的,對于數(shù)字控制電路而言,倍頻式調制方式所帶來的電路復雜性可以忽略。

該電路采用IGBT作為開關管。由于IGBT寄生電容和線路寄生電感的存在,同一橋臂的開關管在開關工作時相互會產(chǎn)生干擾,這種干擾主要體現(xiàn)在開關管門極上。以上管開通對下管門極產(chǎn)生的干擾為例,實際驅動電路及其等效電路如圖3所示。

實際驅動電路及其等效電路

實際電路中,虛線框部分是IR2110的輸出推挽電路,RS、RP分別是T2門極串、并聯(lián)電阻,Zg是門極限幅穩(wěn)壓管。當上管T1開通時,下管T2門極信號必然為低電平,即M2導通,M2兩端可等效為一個電阻RM,這個電阻與RS、RP一起等效為電阻Rg。

Rg=(RM+RS)//RP≈RS(RM S P)

Zg兩端相當于開路。電容Cge和Cgc都是T2的寄生電容。電感L是功率電路線路的等效寄生電感,Lg是驅動電路的線路電感。

在T1開通前,由于互補門極信號死區(qū)的存在,T1、T2均處于關斷狀態(tài),橋臂中點電壓是高壓母線電壓VBUS的一半。當T1開通時,中點電壓立刻上升,很高的dv/dt使L和T2的寄生電容發(fā)生振蕩,由于Lg和Rg的存在且Cge的阻抗也并不足夠低,在T2門極會產(chǎn)生一個電壓尖刺。這個電壓尖刺幅值隨母線電壓VBUS和負載電流的增大而增大,可能達到足以導致T2瞬間誤導通的幅值,這時橋臂就會形成直通,造成電路燒毀。同樣地,當T2開通時,T1的門極也會有電壓尖刺產(chǎn)生。

通過減小RS和改善電路布線可以使這個電壓尖刺有所降低,但均不能達到可靠防止橋臂直通的要求。

逆變器相關文章:逆變器原理


穩(wěn)壓二極管相關文章:穩(wěn)壓二極管的作用


pwm相關文章:pwm是什么


逆變器相關文章:逆變器工作原理


電流傳感器相關文章:電流傳感器原理
脈寬調制相關文章:脈寬調制原理

上一頁 1 2 下一頁

關鍵詞: 控制 功率

評論


相關推薦

技術專區(qū)

關閉