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大功率变频可调电源的设计

2011-10-10 10:27
汉水狂客
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  4 逆变与缓冲电路

 

  该电源采用半桥结构串联谐振逆变电路,主电路原理如图3所示。在大功率IGBT谐振式逆变电路中,主电路的结构设计十分重要,由于电路中存在引线寄生电感,IGBT开关动作时在电感上激起的浪涌尖峰电压Ldi/dt不可忽视,由于本电源采用的是半桥逆变电路,相对全桥电路来说,将产生比全桥电路更大的di/dt。正确设计过压保护即缓冲电路,对IGBT的正常工作十分重要。如果缓冲电路设计不当,将造成缓冲电路损耗增大,会导致电路发热严重,容易损坏元件,不利于长期工作。

 

  

  

 

  过程是:当VT2开通时,随着电流的上升,在线路杂散电感Lm的作用下,使得Uab下降到Vcc-Ldi/dt,此时前一工作周期以被充电到Vcc的缓冲电容C1,通过VT1的反并联二极管VD1、VT2和缓冲电阻R2放电。在缓冲电路中,流过反并联二极管VD1的瞬时导通电流ID1为流过线路杂散电感电流IL和流过缓冲电容C1的电流IC之和。即ID1=IL+IC,因此IL和di/dt相对于无缓冲电路要小得多。当VT1关断时,由于线路杂散电感Lm的作用,使Uce迅速上升,并大于母线电压Vcc,这时缓冲二极管VD1正向偏置,Lm中的储能(LmI2/2)向缓冲电路转移,缓冲电路吸收了贮能,不会造成Uce的明显上升。

 

  5 缓冲元件的计算与选择

 

  

 

  式中:f—开关频率;Rtr—开关电流上升时间;IO—最大开关电流;Ucep—瞬态电压峰值。

  在缓冲电路的元件选择中,电容要选择耐压较高的电容,二极管最好选择高性能的快恢复二极管,电阻要用无感电阻。

 

  6 结束语

 

  该电源已经成功地应用于大功率电力测试仪器,与传统方法相比,不仅测量精度高,而且提高了工作效率,增加了工作安全性,降低了劳动强度。

  参考文献

  1 李萌金.电力电子器件绝缘栅——双极晶体管及其应用.电测与仪表,1997(10)

  2 任天良.300W零电流型准谐振直流电源设计.电力电子技术,2000(3)

  3 田建等.大功率IGBT瞬态保护研究.电力电子技术,2000(4)

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