你的位置:首頁 > 電源管理 > 正文

實(shí)用技術(shù):逆變橋功率開關(guān)管門極關(guān)斷箝位電路

發(fā)布時(shí)間:2014-01-07 責(zé)任編輯:mikeliu

【導(dǎo)讀】電子和電子設(shè)備對電網(wǎng)質(zhì)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(guān)的技術(shù),實(shí)用易懂!
  
逆變電路及其控制

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

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

實(shí)用技術(shù):逆變橋功率開關(guān)管門極關(guān)斷箝位電路

實(shí)用技術(shù):逆變橋功率開關(guān)管門極關(guān)斷箝位電路

圖二 倍頻式調(diào)制方式SPW信號(hào)的產(chǎn)生方法
 
由圖2可以看出,在倍頻式調(diào)制方式中,A、B間電壓頻率是開關(guān)管工作頻率的兩倍,這種調(diào)制方式的好處在于在不增加開關(guān)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(diǎn)在于四個(gè)門極脈沖信號(hào)各不相同,提高了控制電路和脈沖發(fā)生電路的復(fù)雜性。本文提及的逆變電路開關(guān)管門極SPWM信號(hào)是由數(shù)字信 號(hào)處理器(DSP)產(chǎn)生的,對于數(shù)字控制電路而言,倍頻式調(diào)制方式所帶來的電路復(fù)雜性可以忽略。
[page]

該電路采用IGBT作為功率開關(guān)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(guān)管在開關(guān)工作時(shí)相互會(huì)產(chǎn)生干擾,這種干擾主要體現(xiàn)在開關(guān)管門極上。以上管開通對下管門極產(chǎn)生的干擾為例,實(shí)際驅(qū)動(dòng)電路及其等效電路如圖3所示。

實(shí)用技術(shù):逆變橋功率開關(guān)管門極關(guān)斷箝位電路

圖三 產(chǎn)生門極干擾的實(shí)際電路及其等效電路
 
實(shí)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(dāng)上管T1開通時(shí),下管T2門極信號(hào)必然為低電平,即M2導(dǎo)通,M2兩端可等效為一個(gè)電阻RM,這個(gè)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(dāng)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(qū)動(dòng)電路的線路電感。

在T1開通前,由于互補(bǔ)門極信號(hào)死區(qū)的存在,T1、T2均處于關(guān)斷狀態(tài),橋臂中點(diǎn)電壓是高壓母線電壓VBUS的一半。當(dāng)T1開通時(shí),中點(diǎn)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(huì)產(chǎn)生一個(gè)電壓尖刺。這個(gè)電壓尖刺幅值隨母線 電壓VBUS和負(fù)載電流的增大而增大,可能達(dá)到足以導(dǎo)致T2瞬間誤導(dǎo)通的幅值,這時(shí)橋臂就會(huì)形成直通,造成電路燒毀。同樣地,當(dāng)T2開通時(shí),T1的門極也 會(huì)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(gè)電壓尖刺有所降低,但均不能達(dá)到可靠防止橋臂直通的要求。

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

相關(guān)閱讀:

單相橋式PWM逆變器死區(qū)補(bǔ)償?shù)囊环N方法
一種新型全橋光伏并網(wǎng)逆變器設(shè)計(jì)
工程師分享:一款低成本高精度應(yīng)急電源逆變電路設(shè)計(jì)



要采購開關(guān)么,點(diǎn)這里了解一下價(jià)格!
特別推薦
技術(shù)文章更多>>
技術(shù)白皮書下載更多>>
熱門搜索
?

關(guān)閉

?

關(guān)閉