三相四橋臂逆變器電路的設(shè)計(jì)

1、三相四橋臂逆變器電路的設(shè)計(jì)強(qiáng)本性能要求：a） 輸入電J電300Vb）輸出電瓶形式交流三相四線帆正相制;c）輸出電樂；輸入電JK花正常德國(guó)內(nèi).常溫及正常氣壓條件下T相電壓115乜%其它條怦下，柑電樂1E2V718Vtd）不平衡與相移；負(fù)載狀態(tài)電壓不平衡N （不大于）相位差空強(qiáng)和平衡負(fù)載0.6120i 6145不平衡范我1.0120i1.016不平衡負(fù)裁2.0120si2 0028不平衡負(fù)我4.012D*M.(Fe） 輸出期率：額定輸出.率為400Hz.期率變化范M 400i4Hz ；f） 輸出功率：輸出功率eonovA：g）輸出過率：在額定工作狀態(tài)及功率因數(shù)PF-1時(shí)，效率不低J -95%； h

2、）負(fù)我功率閃數(shù)：需后口5至口夕超前徜出相電小波波峰足以：1.41卸.口7：總諧波含量t 4%：自流分跳口 IV -+0.1V：過我能力；15。先過我.族帙工作20斛k) 短路熊爪輸:Hm揩時(shí)IL備2.短路電流.連續(xù)1.作5杪產(chǎn)品不損KD 保護(hù)功能，輸出過XJH保護(hù).輸出過一頻快護(hù)和過濫保護(hù).1主電路的設(shè)計(jì),1 1功率開關(guān)管選取三相四橋野中河，個(gè)辨鴨在L5倍過我時(shí)流過功率管的電通最大售設(shè)電感上最大電沛睞 動(dòng)盤為20%，則流過功率管的電流最大值為：+10)-43 87A(41)第四個(gè)橋曾在一相出現(xiàn)2倍球路時(shí)流過功率管的電流最大此時(shí)電流最大的妁為 人”51A，因此四個(gè)橋臂的功率開美管均選擇兩只D在R

3、安*的隔頻段.L(a) = -401g*? /%.所以LC低通 灌波器的低朝段是條增前為口的水平躅.島魏段是-在斜率為-匐dE的百練由以分析可以看出,一響濾波效果的舞數(shù)主丑是凈振頻率叫和陽(yáng)尼比，-為了能有效地灌除開關(guān)頻率處的i用波成分，保用低顆信號(hào)選押冷振典率工滿足以F條：(后HQK中工為輸出電壓延波頻率.。為開關(guān)綱率，4 波波電感的選取還要號(hào)鑿到電感上電流紋波的矍求，為了在輸出波出質(zhì)量滿足要求的前提 下盡量減小逆變器體枳，本文取電感電流儀波為酬定電流峰值的50%f根據(jù)/N7)可以得到波 流電感的選取施用為.(4C)結(jié)合式(4 5)和06),以及寅際實(shí)物過程中的調(diào)試和優(yōu)化，本文最終選定工=24

4、。通.C = 20 pH 為了被小輸出濾波器的體枳重量，設(shè)計(jì)輸山濾波電感時(shí)磁芯選用了北京七星飛行有限公川 的非晶鐵芯，飽和磁潸E =13丁,輸出海波電感基本拳數(shù)為；額定輸出功率2000次.過我 功：,=3口口口：，I.Liinl. ：L 爐=llf，匚感 1一$!，匚=流口 故亡，=1，3g7，七七 流脈動(dòng)AI二05m/T =匕月.流過電噌的加大電流為小=4王編凡一電感設(shè)計(jì)最泣出的方法是AP法而枳鋸枳法“網(wǎng)吃芯支1加”乂。出芯有效極而糧月 的乘枳*經(jīng)驗(yàn)公式為:(4.7)式中.取磁芯最大工作磁容瓦工三07黑耳=1，口5T.穴為經(jīng)驗(yàn)系數(shù)值.單電感月三口,03, 根據(jù)式（4 7冽到心= 11限加），

5、每個(gè)電思選用兩個(gè)型號(hào)為FGXX-4fi20的環(huán)形非品鐵芯井川，鐵芯尺寸參數(shù)如表4.1所示,其有效截面枳24 =38山 .窗口面枳4=471加- 244179由11,黜E*內(nèi)代。（加0外性D.（即）高 H (an)磁芯尺寸2.7462外啥尺寸244S323A4.1FGXX-420 瓦格尺 J工11MHM)電期匝廣；叱(4帶取網(wǎng)=:7悵,則僦芯飛隙= 0.1 45匕加0力節(jié)電感流過最大電流值4時(shí).要確保鐵芯不飽和.此時(shí)的工作磁玄E應(yīng)小F飽和磁密R *逆變器L3倍過載時(shí)電感電流回大.此時(shí)B = 1.03T._ajiaaB AaaBaau， = u lj I據(jù)岫蝌橢帆刪喃擲郴酬娜糊懶蝌?qū)Ｐ?05rtt

6、寸Q）三:相滿轂二(b)2/3 1、1衡找圖4.5兩種負(fù)載情況下彷真波彬42控制電路設(shè)計(jì)4.2.1控制電路系統(tǒng)的閉環(huán)電路采用電IR電流雙環(huán)控制，控制框圖如圖45所示.對(duì)于前三個(gè)橋胃，用各 相給定電樂減去輸出反饋電JK*經(jīng)FI調(diào)節(jié)器得到的電1R誤差信號(hào)作為電流環(huán)的基準(zhǔn).電流環(huán)的 地準(zhǔn)電出減去存用電感電流采樣信號(hào).經(jīng)過PI調(diào)節(jié)器后得到各相的電流誤差信號(hào)，將各相電鐮 誤差信號(hào)合成三次諧波注入到原電流誤差信號(hào)中，件為衿相調(diào)制波送入開關(guān)調(diào)制器后得到脈寬 調(diào)制俏號(hào)去控制前二個(gè)橋霄的開通。美斷；對(duì)第四個(gè)橋臂，直接采用二次防波與三角波比較去控制其開關(guān)瞥的“關(guān).系統(tǒng)電Jk電流環(huán)弁數(shù)的設(shè)計(jì)已在第三章中進(jìn)行了詳細(xì)的

7、小:,- 4.6統(tǒng)控制一.4.2J強(qiáng)動(dòng)電路驅(qū)動(dòng)電路是將控制也睹的PWM脈沖信號(hào)放大來驅(qū)動(dòng)功率晶體管.功率晶體管的開關(guān)特件 與墨動(dòng)電薛營(yíng)密切的關(guān)系口好的騏動(dòng)電路能改善助;晶體管的開式特性,從而降低開關(guān)損耗， 班島系統(tǒng)應(yīng)率及【作可靠性.功率MC導(dǎo)管的輸入阻抗很高，具仃較大的等效輸入匕容功率M。S管的開遹與矢斷時(shí)間 煲際上就是躺入電容的充放電時(shí)間,要加快功率MOS管的開通和關(guān)斷，必須減小電容的充放 電時(shí)間.為了加速開通馳創(chuàng)電路內(nèi)用抗堤小.而案副電路要能提供足夠人的要?jiǎng)与娏鳛檩?入電容光電 本文選擇IXTS公司的IXDDH9!SI作為飄動(dòng)芯片.DCDD409SI是高速大電流的概 橫驅(qū)動(dòng)器，專門用于驅(qū)動(dòng)

8、大功率MOS管和IGET.讀驅(qū)動(dòng)芯片可以產(chǎn)生峰值達(dá)到9A的驅(qū)動(dòng)電 流，曲動(dòng)電壓的上升和卜降時(shí)間小于30皿圖47為IXDD409品的內(nèi)部佛構(gòu)姬圖，當(dāng)EN使能 苑輸入個(gè)低電樂時(shí).驅(qū)動(dòng)芯片將產(chǎn)生 個(gè)軟關(guān)新信號(hào)，防止過鐮時(shí)突然關(guān)斷而造成的功率開 關(guān)管的拗壞.%匕OUTEt-二- GNDGND圖4 7 IXDD409SI內(nèi)部結(jié)向年圖圖43所示為卵動(dòng)電路照理圖.控制電路的輸出PWM控制信號(hào)經(jīng)過與小門馳動(dòng)器 CD4D1D7, HCFL45H4：和牙動(dòng)芯片KDD40SSI的隔離勺放大后的刊功率MOS管的中動(dòng)信，；VcclUem u CtM0l)7(THE VerVcc2Vcc0NODEINIIIT： 4504

9、c nu vIN ：l ， XVcc(MJTC2 DIz77圖4.S期動(dòng)電路原理圖4.2.3保護(hù)電路系統(tǒng)的保護(hù)電路主要有輸出過欠田保護(hù)輸例過欠頻保護(hù)和過溫保護(hù),保護(hù)功能通過產(chǎn)品 內(nèi)部發(fā)光二:糖管指示相應(yīng)故障,同時(shí)報(bào)用相應(yīng)故牖信號(hào).整合后輸山.輸出過欠1K保護(hù)電路如圖49所右，軸出電壓信號(hào)隆過整流后送到比較器U1的同向輸入端 和U2的反向輸入端1分別用給定電壓進(jìn)行比較.輸出電壓高于122y時(shí)，U1輸出高電平，發(fā) 光二極管D1導(dǎo)通,指示過樂.U1的同向輸入端保持為高電平,使U1的輸出餓定為高.只有 重新開機(jī)才能恢紅正常I二作.輸出電JK低于1DDV時(shí).U2的輸出經(jīng)過RC電路小時(shí)53后達(dá)到 us反向

10、輸入端的給定值，使um輸出期定分高,火朦指示燈亮，同時(shí)保護(hù)信號(hào)送至驅(qū)動(dòng)電路.W 49瑞力過KII.保;護(hù)電路圖44口所示為過火頻保護(hù)電施口輸出黑樣電1K經(jīng)過過零比較器后得到。輸出采樣電感頻率- 相同的方波信號(hào)，讀方波信號(hào)線過R4. C3綱成的微分電路送至5131的6腳.當(dāng)輸入方波信 號(hào)的下降沿到來時(shí)t Lml31內(nèi)部的觸發(fā)器置位,電容C5充電，同時(shí)+15V供電電源通過R8對(duì) 電容C4充電.當(dāng)電容C4 I：的電派達(dá)到1W時(shí),Lsil31內(nèi)部的觸發(fā)器一位,C5放電,所以匕， 的充電時(shí)間是由RI C4決定的，輸入信號(hào)的頻率越高.電容C5的充電頻率就越高從而實(shí)現(xiàn) 了裝整電壓的轉(zhuǎn)換. C5 1：的電用,

11、與采樣電壓裝率的關(guān)系為1咫3工 工RI4.10過火領(lǐng)保護(hù)電躇將輸將電壓的穎率信號(hào)轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)后分別送至過欠頻保護(hù)電路.輸HI電樂頻率一于 440用時(shí).延葉1“：保護(hù)卜頻率異常指示DI燈亮，同時(shí)保護(hù)陵定保護(hù)侑號(hào)送至驅(qū)動(dòng)電路. 當(dāng)輸出電壓頻率低于36OHw時(shí).延時(shí)1*后保護(hù)，頻率異常指示燈D3亮，同時(shí)像護(hù)鉞定，保護(hù) 信號(hào)送個(gè)股動(dòng)電躇;424輔助電源本文所設(shè)計(jì)的樣機(jī)中】電路有16只功率評(píng)美管，需要8路相乜隔周的期期電源.所以驅(qū)期 電路的電源由4個(gè)UC18舊控制的反激變換器來提供.每個(gè)變換器提供兩路相江隔離的+2OV 11. 通電JL 輸入電住為24V,由樣機(jī)的前級(jí)來提供.因411為騾動(dòng)電路輔助電穎的電路國(guó)