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實用技術:逆變橋功率開關管門極關斷箝位電路

發(fā)布時間:2014-01-07 責任編輯:mikeliu

【導讀】電子和電子設備對電網(wǎng)質量的要求已經(jīng)提升到了一定的程度,如何得到一種穩(wěn)頻、穩(wěn)定,并且純凈不間斷的高壓電源已經(jīng)成為一種大眾的趨勢。今天讓我們了解這一相關的技術,實用易懂!
  
逆變電路及其控制

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。

實用技術:逆變橋功率開關管門極關斷箝位電路

實用技術:逆變橋功率開關管門極關斷箝位電路

圖二 倍頻式調制方式SPW信號的產(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。
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該電路采用IGBT作為功率開關管。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。

實用技術:逆變橋功率開關管門極關斷箝位電路

圖三 產(chǎn)生門極干擾的實際電路及其等效電路
 
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。

小編的話:怎么樣,這種小技術是不是很實用,如果我們能夠熟練的運用這一技術,相信很快一塊牛的電源就會出現(xiàn)啦!

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