XXXX高職組比賽電力電子相關(guān)介紹

MCLMK模塊線路板模塊說明及圖示浙江求是科教設(shè)備有限公司浙江求是技術(shù)部2013.5.24MCLMK電力電子模塊介紹浙江求是科教設(shè)備有限公司1-1 MCLMK-220同步信號(hào)電路1-2 MCLMK-221單相電能檢測(cè)電路1-3 MCLMK-222三相電能檢測(cè)電路1-4 MCLMK-223脈沖觸發(fā)電路1-5 MCLMK-224脈沖輸出電路1-6 MCLMK-225功率橋功率輸出電路1-7 MCLMK-226-1二極管整流電路1-8 MCLMK-226-2二極管整流保護(hù)電路1-9 MCLMK-227MOSFETorIGBT功率橋電路1-10 MCLMK-228晶閘管整流電路MCLMK電力電子模塊介紹浙江求是科教設(shè)備有限公司1-11 MCLMK-229IPM模塊電路1-12 MCLMK-230交流電壓檢測(cè)電路1-13 MCLMK-231交流電流檢測(cè)電路1-14 MCLMK-232直流電壓、電流檢測(cè)電路MCLMK-220同步信號(hào)電路變壓器原邊同步變壓器同步電壓信號(hào)同步電壓方波信號(hào)±DC12V供電電壓比較光耦隔離浙江求是科教設(shè)備有限公司MCLMK-220原理圖浙江求是科教設(shè)備有限公司MCLMK-220同步信號(hào)電路同步信號(hào)電路采用兵字同步變壓器，T0.5-06，其次級(jí)空載電壓為39.3V，滿載電壓為24V，變壓器次級(jí)采用Y型接法浙江求是科教設(shè)備有限公司MCLMK-220同步信號(hào)電路同步信號(hào)±12V供電上拉電阻同步信號(hào)輸入采用電阻分壓后進(jìn)入電壓比較器LM311，輸出需上拉，輸出方波信號(hào)通過光耦TLP521進(jìn)行強(qiáng)弱電隔離，后通過PMOD口將信號(hào)接入核心板。浙江求是科教設(shè)備有限公司MCLMK-220接口引腳一一對(duì)應(yīng)DCP-200JBMCLMK-220P1浙江求是科教設(shè)備有限公司MCLMK-221單相電能檢測(cè)被檢測(cè)電壓、電流信號(hào)互感器單相電能計(jì)量芯片ADE7753數(shù)字信號(hào)至核心板DC12V電源浙江求是科教設(shè)備有限公司MCLMK-221原理圖浙江求是科教設(shè)備有限公司MCLMK-221單單相電電能檢檢測(cè)被檢測(cè)測(cè)電壓壓、電電流信信號(hào)分分別通通過電電壓、、電流流互感感器，，轉(zhuǎn)換換成電電能芯芯片可可檢測(cè)測(cè)信號(hào)號(hào)，芯芯片輸輸入端端有正正反向向二極極管進(jìn)進(jìn)行輸輸入限限幅保保護(hù)互感器器限幅保保護(hù)浙江求求是科科教設(shè)設(shè)備有有限公公司MCLMK-221單單相電電能檢檢測(cè)這里我我們采采用的的是單單相電電能計(jì)計(jì)量芯芯片ADE7753，，左圖圖是其其典型型接法法，它它有以以下幾幾個(gè)特特點(diǎn)：：特點(diǎn)：：1：高高精度度2：有有供電電能計(jì)計(jì)量誤誤差小小于0.1%3：SPI通訊訊方式式4：5V單單電源源，低低功耗耗（25mW））該芯片片內(nèi)部部有很很多寄寄存器器，詳詳見PDF，我我們只只需通通過對(duì)對(duì)其寄寄存器器讀寫寫即可可。浙江求求是科科教設(shè)設(shè)備有有限公公司MCLMK-221接接口引腳一一一對(duì)對(duì)應(yīng)DCP-200JBMCLMK-221P1浙江求求是科科教設(shè)設(shè)備有有限公公司MCLMK-222三三相電電能檢檢測(cè)電電路被檢測(cè)測(cè)電壓壓、電電流信信號(hào)互感器器DC12V電源源三相電電能計(jì)計(jì)量芯芯片ADE7758數(shù)字信信號(hào)至開發(fā)發(fā)板浙江求求是科科教設(shè)設(shè)備有有限公公司MXLMK-222原原理圖圖浙江求求是科科教設(shè)設(shè)備有有限公公司MXLMK-222三三相電電能檢檢測(cè)電電路互感器器限幅保保護(hù)被檢測(cè)測(cè)電壓壓、電電流信信號(hào)分分別通通過電電壓、、電流流互感感器，，轉(zhuǎn)換換成電電能芯芯片可可檢測(cè)測(cè)信號(hào)號(hào)，芯芯片輸輸入端端有正正反向向二極極管進(jìn)進(jìn)行輸輸入限限幅保保護(hù)其整體體結(jié)構(gòu)構(gòu)功能能與單單相電電能檢檢測(cè)電電路的的檢測(cè)測(cè)部分分一直直浙江求求是科科教設(shè)設(shè)備有有限公公司MXLMK-222三三相電電能檢檢測(cè)電電路這里我我們采采用的的是單單相電電能計(jì)計(jì)量芯芯片ADE7753，左左圖是是其典典型接接法，，它有有以下下幾個(gè)個(gè)特點(diǎn)點(diǎn)：特點(diǎn)：：1：高高精度度2：有有供電電能計(jì)計(jì)量誤誤差小小于0.1%3：SPI通訊訊方式式4：5V單單電源源，低低功耗耗（70mW））該芯片片內(nèi)部部有很很多寄寄存器器，詳詳見PDF，我我們只只需通通過對(duì)對(duì)其寄寄存器器讀寫寫即可可。浙江求求是科科教設(shè)設(shè)備有有限公公司MCLMK-222接接口引腳一一一對(duì)對(duì)應(yīng)DCP-200JBMCLMK-222P1浙江求求是科科教設(shè)設(shè)備有有限公公司MCLMK-223脈脈沖觸觸發(fā)電電路TC787同步步信號(hào)輸輸入端端TCA785同同步信號(hào)輸輸入端端移相控控制電壓輸輸入端端TC787和TCA785選擇控控制端端±DC12V電電源TC7876路路脈沖輸輸出TCA7872路路脈沖輸輸出TC787TCA785浙江求求是科科教設(shè)設(shè)備有有限公公司MCLMK-223原原理圖圖浙江求求是科科教設(shè)設(shè)備有有限公公司MCLMK-223脈脈沖觸觸發(fā)電電路同步信信號(hào)輸輸入濾波電電容隔直電電容直流偏置移相控制電電壓輸入端端輸出脈沖TC787單電源工工作時(shí)的典典型接線圖圖。輸入前級(jí)需需電平匹配網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)。圖中電容C1，C7,C10為隔直耦合合電容，而而C2，C8，，C,10為濾波電容容，它與R2，R,8，R14構(gòu)成濾去同同步電壓中中毛刺的環(huán)環(huán)節(jié)。另一一方面，隨隨RP1～～RP3三三個(gè)電位器器的不同調(diào)調(diào)節(jié)，可實(shí)實(shí)現(xiàn)0～60°的移移相。浙江求是科科教設(shè)備有有限公司MCLMK-223脈沖觸觸發(fā)電路在芯片內(nèi)部集成有有三個(gè)過零零和極性檢檢測(cè)單元、、三個(gè)鋸齒齒波形成單單元、三個(gè)個(gè)比較器、、一個(gè)脈沖沖發(fā)生器、、一個(gè)抗干干擾鎖定電電路、一個(gè)個(gè)脈沖形成成電路、一一個(gè)脈沖分分配及驅(qū)動(dòng)動(dòng)電路。它它們的工作作原理可簡(jiǎn)簡(jiǎn)述為：經(jīng)經(jīng)濾波后的的三相同步步電壓通過過過零和極極性檢測(cè)單單元檢測(cè)出出零點(diǎn)和極極性后，作作為內(nèi)部三三個(gè)恒流源源的控制信信號(hào)。三個(gè)個(gè)恒流源輸輸出的恒值值電流給三三個(gè)等值電電容Ca、、Cb、Cc恒流充充電，形成成良好的等等斜率鋸齒齒波。鋸齒齒波形成單單元輸出的的鋸齒波與與移相控制制電壓Vr比較后取取得交相點(diǎn)點(diǎn)，該交相相點(diǎn)經(jīng)集成成電路內(nèi)部部的抗干擾擾鎖定電路路鎖定，保保證交相唯唯一而穩(wěn)定定，使交相相點(diǎn)以后的的鋸齒波或或移相電壓壓的波動(dòng)不不影響輸出出浙江求是科科教設(shè)備有有限公司MCLMK-223脈沖觸觸發(fā)電路TCA785通過一個(gè)個(gè)高阻抗的的電阻從線線路電壓引引入一個(gè)同同步信號(hào)。。在通過一一個(gè)零電壓壓檢測(cè)器后后，傳送到到同步寄存存器。這個(gè)個(gè)同步寄存存器能控制制鋸齒波的的產(chǎn)生，他他的電容C20通過一個(gè)個(gè)固定的電電流（由R13和RP2確定）充電電。如果鋸鋸齒波電壓壓超過了移相控制電壓（（觸發(fā)角度度φ），信號(hào)就就作為邏輯輯信號(hào)處理理。根據(jù)移相控制電壓的的大小，觸觸發(fā)角度φ可以在0~180的的相位之之間移動(dòng)。。移相控制電壓輸入端端同步電壓輸入端浙江求是科科教設(shè)備有有限公司MCLMK-223脈沖觸觸發(fā)電路外接移相電電壓控制端移相電壓控制端通過撥碼開開關(guān)來選擇擇控制對(duì)象象為TC787還是是TCA785。浙江求是科科教設(shè)備有有限公司MCLMK-224脈沖輸輸出電路6路脈沖輸輸入開發(fā)板脈沖輸入DC12V電源脈沖變壓器器脈沖輸出端端浙江求是科科教設(shè)備有有限公司MCLMK-224原理圖圖浙江求是科科教設(shè)備有有限公司MCLMK-224脈沖輸輸出電路該模塊可將將MCLMK-23模塊產(chǎn)生生的脈沖信信號(hào)經(jīng)過三三極管放大大后，通過過脈沖變壓壓器，增大大其驅(qū)動(dòng)能能力，用以以驅(qū)動(dòng)晶閘閘管。也可可通過PMOD口將將核心板產(chǎn)產(chǎn)生的脈沖沖信號(hào)來驅(qū)驅(qū)動(dòng)晶閘管管。浙江求是科科教設(shè)備有有限公司MCLMK-225功率橋橋功率輸出出電路數(shù)字信號(hào)輸輸入TLP250光耦隔離DC12V電電源DC/DC模模塊12V轉(zhuǎn)15V三相全橋驅(qū)動(dòng)信號(hào)IR2130數(shù)字信號(hào)輸入入浙江求是科教教設(shè)備有限公公司MCLMK-225原原理圖浙江求是科教教設(shè)備有限公公司MCLMK-225接接口引腳一一對(duì)應(yīng)應(yīng)DCP-200MCLMK-225浙江求是科教教設(shè)備有限公公司MCLMK-225功功率橋功率輸輸出電路電源部分：12V電源通通過DC/DC模塊將電電源升至15V，同時(shí)起起到強(qiáng)弱電隔隔離的效果。。隔離部分：開發(fā)板輸出信信號(hào)通過TLP250快快速光耦進(jìn)行行隔離，其輸輸入、輸出邏邏輯相同。保護(hù)部分：FAU為故故障信號(hào)，低低電平有效，，當(dāng)發(fā)生故障障時(shí)，CS變變?yōu)榈碗娖?。。浙江求是科教教設(shè)備有限公公司MCLMK-225功功率橋功率輸輸出電路上圖是IR2130的的典型應(yīng)用，，因IR2130內(nèi)部三三路驅(qū)動(dòng)高壓壓側(cè)功率MOS功率器件件是通過自舉舉技術(shù)來獲得得的，所以連連接到固定電電源的反向二二極管耐壓值值必須大于主主電路母線電電壓峰值，且且為了防止自自舉電容兩端端放電，二極極管應(yīng)選高頻頻快恢復(fù)二極極管。為防止止自舉電容放放電造成其兩兩端電壓低于于欠電壓保護(hù)護(hù)的門檻電壓壓值，電容的的取值應(yīng)充分分大。我們這這里選用10uF。浙江求是科教教設(shè)備有限公公司MCLMK-225功功率橋功率輸輸出電路1：極驅(qū)動(dòng)電壓范范圍從10到到20V2：所有通道欠壓壓鎖定3：過電流關(guān)閉所所有六路驅(qū)動(dòng)4：獨(dú)立半橋驅(qū)動(dòng)動(dòng)器5：所有通道匹配配傳播延遲浙江求是科教教設(shè)備有限公公司MCLMK-226-1二極管整整流電路該模塊放置6個(gè)二極管，，可通過連線線進(jìn)行單、三三相全橋不可可控整流浙江求是科教教設(shè)備有限公公司MCLMK-26-2二二極管整流流保護(hù)電路直流電壓輸入端保險(xiǎn)絲繼電器繼電器控制端DC15V輸出DC12V輸入DC/DC模塊直流電壓輸出端母線電壓、電流檢測(cè)端浙江求是科教教設(shè)備有限公公司MCLMK-226-2原理圖浙江求是科教教設(shè)備有限公公司該模塊剛啟動(dòng)動(dòng)時(shí)，為防止止C1電容充充電電流過大大，在主回路路上串聯(lián)一個(gè)個(gè)限流電阻，，當(dāng)電壓加到到50~60V時(shí)，繼電電器K1吸合合，限流電阻阻短接，當(dāng)電電壓加至120V左右時(shí)時(shí)，繼電器K2吸合，K2的主要作作用為當(dāng)線路路故障時(shí)，電電流增大會(huì)拉拉低母線電壓壓，從而切斷斷K2保護(hù)護(hù)后面負(fù)載。。輸入輸出浙江求是科教教設(shè)備有限公公司MCLMK-26-2二二極管整流流保護(hù)電路該電路為一個(gè)個(gè)電壓比較器器，其為正反反饋，具有遲遲滯特性，可可防止母線電電壓波動(dòng)時(shí)，，造成繼電器器的誤動(dòng)作。。當(dāng)運(yùn)放2腳腳電壓低于3腳電壓時(shí)，，運(yùn)放1腳腳輸出高電平平，繼電器器不動(dòng)作，當(dāng)當(dāng)2腳電壓高高于3腳電壓壓時(shí)，運(yùn)放1腳輸出低電電平，繼電器器動(dòng)作，因?yàn)闉?腳從高電電平轉(zhuǎn)為低電電平，會(huì)造成成3腳電壓降降低，從而使使繼電器斷開開時(shí)2腳電壓壓要比吸合的的電壓低。浙江求是科教教設(shè)備有限公公司MCLMK-27MOSFETorIGBT功率率橋電路直流電壓輸入端MOS管驅(qū)動(dòng)信號(hào)U、V、W三相輸出浙江求是科教教設(shè)備有限公公司MCLMK-227原原理圖N溝道MOS管特點(diǎn)：1：開關(guān)速度度塊，一般為為10ns~100ns2：溫度穩(wěn)定定性好3：輸入阻抗抗大、驅(qū)動(dòng)功功率小4：導(dǎo)通電阻阻大，通態(tài)壓壓降大浙江求是科教教設(shè)備有限公公司MCLMK-228晶晶閘管整流電電路晶閘管40TPS12RC吸收浙江求是科教教設(shè)備有限公公司MCLMK-28原理理圖該模塊放置6個(gè)晶閘管，，可通過連線線進(jìn)行單、三三相全橋可控控整流。RC可用于吸收收尖峰。40TPS12晶閘管特點(diǎn)：：1：具有單向向?qū)щ娦院涂煽煽亻_關(guān)特性性2：從阻斷狀狀態(tài)轉(zhuǎn)為導(dǎo)通通需同時(shí)滿足足正向陽(yáng)極電電壓和符符合要求的正正向門極電壓壓3：晶閘管導(dǎo)導(dǎo)通后門極失失去控制4：欲使導(dǎo)通通的晶閘管關(guān)關(guān)斷，需加一一定時(shí)間反向向電壓浙江求是科教教設(shè)備有限公公司MCLMK-229IPM模塊電電路數(shù)字信號(hào)輸入入數(shù)字信號(hào)輸入入TLP250光耦隔離DC15V輸輸入端直流電壓輸入入端U、V、W三相輸出IPM模塊PS21564-P浙江求是科教教設(shè)備有限公公司MCLMK-229IPM模塊電電路浙江求是科教教設(shè)備有限公公司MCLMK-229接接口引腳一一對(duì)應(yīng)應(yīng)DCP-200MCLMK-229浙江求是科教教設(shè)備有限公公司MCLMK-229IPM模塊隔離部分：開發(fā)板輸出信信號(hào)通過TLP250快快速光耦進(jìn)行行隔離，其輸輸入、輸出邏邏輯相同。保護(hù)部分：FO1為故故障信號(hào)，低低電平有效，，當(dāng)發(fā)生故障障時(shí)，F(xiàn)O變變?yōu)榈碗娖?。。該模塊具有欠欠壓、過流、、過熱保護(hù)。。浙江求是科教教設(shè)備有限公公司MCLMK-229IPM模塊電電路如圖為IPM模塊PS21564-P的典型應(yīng)應(yīng)用。如紅色色框中選用快快恢復(fù)二極管管和足夠大電電容這與MCLMk-225中IR2130的的典型應(yīng)用相相似。浙江求是科教教設(shè)備有限公公司MCLMK-229IPM模塊電電路1：對(duì)于上橋臂IGBT??：驅(qū)動(dòng)電路路，高電壓隔隔離的高速電電平移位，控控制電源欠壓壓保護(hù)（UV）。2：對(duì)于下橋橋臂IGBT：驅(qū)動(dòng)電路路，控制電源源欠壓保護(hù)，，短路保護(hù)（（SC）。3：故故障信信號(hào)：：對(duì)應(yīng)應(yīng)到SC故故障或或UV故障障。4：輸輸入接接口：：CMOS/TTL兼兼容浙江求求是科科教設(shè)設(shè)備有有限公公司MCLMK-230交交流電電壓檢檢測(cè)電電路交流電電壓輸入電壓傳傳感器器2mA/2mA隔離前前DC12V隔離后后DC12V電壓前前級(jí)變變換線性光光耦HCNR200模擬量量輸出出浙江求求是科科教設(shè)設(shè)備有有限公公司MCLMK230原原理圖圖浙江求求是科科教設(shè)設(shè)備有有限公公司MCLMK-230交交流電電壓檢檢測(cè)電電路交流電電壓輸輸入，，通過過限流流電阻阻然然后通通過電電壓互互感器器，在在互感感器次次級(jí)得得到的的一個(gè)個(gè)模擬擬量電電壓。。量程程為0~400V得到的的模擬擬量電電壓，，通過過偏置置電壓壓偏置置和運(yùn)運(yùn)放放放大得得到可可變換換電壓壓（0~5V））浙江求求是科科教設(shè)設(shè)備有有限公公司MCLMK-230交交流電電壓檢檢測(cè)電電路可變換換電壓壓通過過線性性光耦耦HCNR200變變換后后得到到可測(cè)測(cè)量的的模擬擬量。。左圖圖為該該線性性光耦耦的典典型應(yīng)應(yīng)用（（0~5V）HCNR200特點(diǎn)點(diǎn)：1：低低非線線性0.01%2：低低增益益溫度度系數(shù)：：-65PPM/°°C3：寬寬頻帶帶達(dá)到到1MHZ浙江求求是科科教設(shè)設(shè)備有有限公公司MCLMK-231交交流電電流檢檢測(cè)電電路交流電電流輸入電流傳傳感器器5A/5mA隔離前前DC12V隔離后后DC12V電壓前前級(jí)變換線性光光耦HCNR模擬量量輸出浙江求求是科科教設(shè)設(shè)備有有限公公司MCLMK-231原原理圖圖浙江求求是科科教設(shè)設(shè)備有有限公公司MCLMK-231交交流電電流檢檢測(cè)電電路交流電電流穿穿線，，通過過互感感器，，在互互感器器次級(jí)級(jí)得到到的一一個(gè)模模擬量量電壓壓。量量程為為0~A得到的的模擬擬量電電壓，，通過過偏置置電壓壓偏置置和運(yùn)運(yùn)放放放大得得到可可變換換電壓壓（0~5V））可變換換電壓壓通過過線性性光耦耦HCNR200變變換后后得到到可測(cè)測(cè)量的的模擬擬量。。左圖圖為該該線性性光耦耦的典典型應(yīng)應(yīng)用（（0~5V）浙江求求是科科教設(shè)設(shè)備有