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通用型IGBT变频电源的研制过程

更新时间  2021-11-22 01:14 阅读
本文摘要:1 谓之 言 目前,一些设备仍延用传统的400Hz变频机组供电,具备轻巧、效率较低、噪声大,动态品质劣、输入波形劣等缺点。用惯性变频电源代替它是发展的必然趋势。早期的晶闸管惯性变频电源虽然解决了变频机组的许多缺点,但晶闸管的变频器倚赖阻抗或可选的变频器电路,掌控简单,动态性能不理想,在技术性能上很难有新的突破。本文明确提出的变频电源,彻底解决了上述弊端,是一种性能优良的惯性变频电源。 2 主电路和系统控制结构 2.1 变频电源的主电路结构 主电路结构如图1右图。

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1 谓之 言  目前,一些设备仍延用传统的400Hz变频机组供电,具备轻巧、效率较低、噪声大,动态品质劣、输入波形劣等缺点。用惯性变频电源代替它是发展的必然趋势。早期的晶闸管惯性变频电源虽然解决了变频机组的许多缺点,但晶闸管的变频器倚赖阻抗或可选的变频器电路,掌控简单,动态性能不理想,在技术性能上很难有新的突破。本文明确提出的变频电源,彻底解决了上述弊端,是一种性能优良的惯性变频电源。

  2 主电路和系统控制结构  2.1 变频电源的主电路结构  主电路结构如图1右图。JS为软启动掌控,防止上电时浪涌电流对整流模块的冲击。    使用工业上较为风行的SPWM控制策略。

由于载波频率的高频化,SPWM脉冲波的第一组谐波中心向高频末端迁入,距基波频率太远,如图2右图。这就使得输入滤波网络以求小型轻量化,动态品质也以求提高。    输入滤波网络使用常K型两元件低通滤波器[5]。

滤波元件L、C的参数按下式挑选:  L=R/(fc)(1)  C=1/(fcR)(2)  式中 fc通带的高截止频率  R滤波器的特性阻抗  2.2 系统的控制结构  系统控制结构如图3右图。电流的环作为输入电压掌控的环的辅助的环,能顺利地容许逆变器的输入电流,以避免逆变器短路,提升系统稳定性。    图中 Uge电压等价  Upc偏磁校正  Igd电流等价  Uxl限流等价  3 擎住效应及防水技术[1,2]  3.1 擎住效应  IGBT由四层PNPN构成,内部构成一个宿主晶闸管,有可能由于再造起到而再次发生擎住。

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IGBT的擎住效应有两种模型:平稳导通时的静态擎住及变频器时产生的动态擎住。  3.2 静态擎住效应  IGBT的等效电路如图4a右图。

1、2分别是VT1和VT2的电流放大系数且为电压电流的函数。如果1减小,通过P基区的空穴电流Ih也减小,当Up=IhRp0.7V时,NPN管通车,VT1、VT2再次发生正反馈。未知当1+2=1时,IGBT被擎住,栅极丧失掌控起到。

IGBT将再次发生破坏性损毁。  3.3 动态擎住效应  考虑到结电容的等效电路如图4b右图,IGBT在变频器时J2结因反偏完全忍受着全部高压。

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结电容Cj2影响仅次于,仅有考虑到Cj2的影响。重加dv/dt使Cj2产生位移电流iDis:  iDisdv/dt(3)    此时有误动态,若不考虑到随电压的变化,仅有考虑到电流对其影响,则动态s定义为:      由上式可显现出,擎住再次发生时s1+s2=1。此时与静态的1、2牵涉到。管电流随iDis位移电流快速增长减少,变频器时重加dv/dt尤为危害。

  3.4 擎住效应的防水  由上述由此可知,IGBT的擎住效应是由器件的类似结构要求的。有误IGBT设计较好的周边电路,诱导擎住的再次发生,主要从以下几方面考虑到。  (1)防止IGBT多达热无限大  IGBT的擎住电流与温度有关,参看图5。

散热器的温度以不多达70℃为宜。因温度增高后,NPN管通车的偏置电压仍然是0.7V,而是随温度的增高而上升;p+区的纵向电阻RP随温度增高而减小,二者的影响皆促成擎住电流上升。


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