三相正弦波变频电源设计 - 图文 (2)

图3-1三相正弦波变频电源系统框图

逆变输出电压经过低通滤波，输出平滑的正选波，输出信号分别经电压，电流检测，送AD673真有效值转换芯片，输出模拟电平，经模、数转化器ADC0809，输出数据送FPGA处理。送人FPGA的数据经过一系列处理，送显示电路，显示输出电压，电流，频率及功率。 4交流电源整流滤波电路设计

市电经220V/60V隔离变压器变压为60V的交流电压，输出扼流线圈，消除大部分的电磁干扰，经整流输出，交流电转变成脉动大的直流电，经电容滤波输出脉动小的直流电。在电路中有两个保险丝，题目要求输出电流的有效值达到3.6A时，执行过流保护，则采用4A的保险丝。输出端并联的电容为GEFORMAT 。

\\* MERGEFORMAT 为滤波电容，容值为470

\\* MER

\\* MERGEFORMAT 端连接过压保护电路。

5斩波和驱动电路设计

设计的斩波和驱动电路如图5.1所示。该电路中IGBT（隔离栅双极性晶体管）采用BUF304，起最大电压为1000V，TO_218AB封装。选用IGBT专用集成驱动器EXB841进行驱动。

图5.1斩波和驱动电路 图5.1中，

\\* MERGEFORMAT 是整流滤波的输出电压端；EXB841的引脚端6连

接快恢复二极管U8100；引脚端5连接光电耦合器TLP521;根据资料介绍。与引脚端2相接的电阻为4.7kΩ（1/2W）;

引脚端1和引脚端9，引脚端2和引脚端9之间的电容MERGEFORMAT 为47

\\* MERGEFORMAT , \\*

\\* MERGEFORMAT ，该电容并非滤波电容，而是用来吸收输入电压波

\\* MERGEFORMAT ）来消除电感储能

\\* MERGEFORMA

动的电容；在斩波后的电路中接一个续流二极管（对IGBT造成的不利影响；采用由电感(

\\* MERGEFORMAT )与电容（

T ）组成的低通滤波器，尽可能降低输出电压波纹。 当IGBT闭合时，二极管（

\\* MERGEFORMAT ）为反偏，输出端向负载及电感（

\\* MERGEFORMAT ,

\\*

MERGEFORMAT ）提供能量；当IGBT断开时， \\* MERGEFORMAT ,

\\* MERGEFORMAT 构成回路，电感电流经二极管（起保护作用。

\\* MERGEFORMAT ），对IGBT

光电耦合器TLP521的引脚图封装形式和内部结构如图5.2所示。

图5.2TLP521-2引脚端封装形式和内部结图

5.3EXB841引脚端封装形式和内部结构

EXB841驱动器的引脚端封装形式和内部结构如图5.3所示。EXB841的引脚功能如下；引脚端1为驱动脉冲输出参考端；引脚端2为驱动的IGBT脉动功率放大输出级正电源连接端；引脚端3为驱动脉冲输出端；引脚端7,8,10,11为空引脚端；引脚端5为过电流保护信号输出端；引脚端6为过电流保护取样信号连接端；引脚端9位驱动输出脉冲负极连接端；引脚端14为驱动信号负输出端；引脚端15为驱动信号正输入端。

EXB841驱动器内部功能有；（1）采用具有高隔离电压的光耦合器作为信号隔离。因此能用于交流480V的洞里设备上。（2）内设有电流快速保护电路，可根据驱动信号与集电极

之间的关系检测过电流。因此，能满足IGBT通常只能承受时间为10μs的短路电流的使用要求。（3）内有低速过流切断电路，当即电机电压高时，加入开信号也认为存在过电流。由于该驱动器的低俗切断电路可慢速关断IGBT（＜10μs的过流不响应，从而保证IGBT不被损坏。如果以正常速度气短过电流，则集电极产生尖脉冲冲足以破坏IGBT。（4）能提供IGBT的栅极关断电源。由于IGBT需要一个+15V电压开栅电压，以获得低开启电压，还需要一个-5V关栅电压，以防止关断状态的误动作。这两种电压（+15V和-5V）均可由内部电路产生，以实现IGBT栅正确关断。 6逆变和驱动电路设计

在本设计中采用三相电压桥式逆变电路。6个MOSFET管2SK1358组成该逆变电路的桥臂。桥中各臂在控制信号作用下轮流导通。它的基本工作方式为180°导电方式，即每个桥臂的导电角度为180°，同一相（即同一半桥）上下两桥臂交替到导电。各相开始导电的时间相差120°，三相电压桥式逆变电路如图6.1所示，每个2SK1358并联一个续流二极管和串接一个RC低通滤波器。

图6.1三相电压桥式逆变电路

MOSFET驱动电路的设计对提高MOSFET性能具有重要的作用，并对MOSFET的效率，可靠性，寿命都有重要的影响。MOSFET对驱动它的电路也有要求:能向MOSFET栅极提供需要的栅压，以保证MOSFET可靠的开通和关断；为了使MOSFET可靠地触发导通，触发脉冲电压应高于管子的开启电压，并且驱动电路要满足MOSFET快速转换和峰值电流的要求；具备良好的电气隔离性能；能提供适当的保护功能；驱动电路还应该简单可靠，体积小。

在设计中采用3个IR2111作为MOSFET的驱动电路。MOSFET控制及驱动电路如图6.2所示

图6.2MOSFET控制及驱动电路

IR2111是MOSFET专用驱动集成电

路，采用DIP-8封装。其主要技术特点有：可驱动同桥臂的两个MOSFET：内部自举工作：允许在600V电压下直接工作：栅极驱动电压范围宽：单通道施密特逻辑输入，输入与TTL及CMOS电平兼容：死区时间内置：高边输出，输入同相，低边输出死区时间调整后与输入反相。IR2111的引脚封装形式和应用电路如图6.3（a），6.3（b）所示。

图6.3（a）IR2111引脚端封装形式 图6.3（b） 应用电路 7 真有效值转换电路设计

逆变输出的信号经过低通滤波，三相电流分别由电流检测器转换为电压。单相电压信号由真有效值测量电路检测。真有效值电路由4片AD637构成，其基本电路如图所示。

搜索“diyifanwen.net”或“第一范文网”即可找到本站免费阅读全部范文。收藏本站方便下次阅读，第一范文网，提供最新初中教育三相正弦波变频电源设计 - 图文 (2)全文阅读和word下载服务。