基于數(shù)字信號處理器tms320f2812的逆變電路設計(編輯修改稿)
2025-07-16 12:59 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 集成有光耦、接口和功放單元，可驅(qū)動1200V/100A的IGBT模塊。該驅(qū)動芯片的主要特點為：（1） 工作電源電壓范圍寬（15V～30V）；（2） 最小的輸出電流峰值2A；（3） 最大交換速度500ns；（4） 具有欠壓鎖定保護（UVLO）功能；（5） 輸出與輸入信號同相。當輸入信號為高電平時，A3120輸出為高電平，由功放級的NPN晶體管放大后輸出，驅(qū)動功率器件。當輸入信號為低電平時，A3120輸出為低電平，功放級的PNP晶體管導通，功率器件極間承受反向電壓關斷。圖中，R的大小將影響逆變器的開關損耗，并且影響功率開關的關斷尖峰大小以及逆變器的輸出波形質(zhì)量。逆變橋選用不同的功率開關，應調(diào)整的大小，使逆變器獲得最佳的性能。圖4 逆變橋功率開關驅(qū)動電路A3120 采樣電路 在數(shù)字控制系統(tǒng)中，DSP片內(nèi)A/D采樣能夠承受到輸入電平范圍為0~，所以無法對所需的控制量直接進行A/D采樣，因而通常需要把這些量調(diào)理后，才能接至DSP第A/D轉(zhuǎn)換口。本系統(tǒng)采用的是電壓電流雙環(huán)控制，所以包括電壓采樣電路和電流采樣電路。 在電壓電流雙閉環(huán)控制系統(tǒng)中，需采樣逆變器的輸出電壓作為反饋量。 電流采樣電路和電壓采樣電路原理基本類似，只需把電壓傳感器換成電流傳感器即可。 電感電流經(jīng)一電流傳感器得到與電感電流成正比的電壓信號，然后經(jīng)過調(diào)理電路變換到0~，輸入到DSP的A/D模塊采樣口。 保護電路輸入過壓和欠壓保護電路如圖5所示，直流電壓保護信號取自主電路輸入電壓，經(jīng)電阻分壓和光耦隔離后送入控制電路。利用光電耦合器把各種模擬負載與數(shù)字信號源隔離開來，也就是把“模擬地”與“數(shù)字地”斷開。經(jīng)過光耦的保護信號通過比較器分別與設定的最大/最小電壓值進行比較，如果電壓值超過限定值，比較器就輸出低電平。比較器的輸出信號相與，所得的信號送入DSP的PDPINT中斷口。當器件引腳PDPINT(電源驅(qū)動保護中斷)被拉低時，會產(chǎn)生一個外部中斷，這個中斷是為系統(tǒng)的安全操作提供的。如果PDPINT未被屏蔽，當PDPINT引腳拉低以后，所有的PWM輸出均為高阻態(tài)。這樣可以在過流等故障的情況下，把逆變器的PWM控制信號封死,關閉功率器件，從而實現(xiàn)對逆變器的保護。++++輸入電壓欠壓保護輸入電壓過壓保護+15+15+15+15+15圖5 輸入過壓和欠壓保護4 元件參數(shù)計算 輸出濾波電感Lf、濾波電容Cf的選取 取。濾波電容電流的有效值為：110%負載時，負載電流的有效值為容性負載時電感電流最大，因此電感電流有效值為其中。 考慮到濾波電感電流的脈動量，濾波電感的電流峰值為Lf選用MnZn R2KBD型鐵氧體材料鐵心PM62*49，其磁路截面積窗口面積，飽和磁感應強度，選用，濾波電感匝數(shù)為：取N=52匝，氣隙。按濾波電感電流有效值選取導線，取,導線截面積，2cm的銅皮。窗口利用系數(shù)，可以繞下。 變壓器的設計為了確保輸出電壓Uo的波形質(zhì)量，防止Uo的頂部出現(xiàn)平頂失真，應滿足 取，有選用的硅鋼鐵心，截面積為，窗口面積。因為硅鋼片是由鋼片疊加而成，所以實際鐵心截面積為。 取變壓器原邊繞組為匝，副邊繞組匝。因此式中為變壓器激磁電流。取導線電流密度，有 原邊采用的高強度漆包線單層繞制，副邊采用的高強度漆包線單層繞制。 窗口利用系數(shù)，可以繞下。 功率開關的選擇MOSFET的選擇可以從器件的電壓等級和電流等級兩個方面加以考慮。假定逆變器最高直流輸入電壓為，則采用全橋逆變電路時每個開關器件所承受的最高電壓即為。考慮電壓尖峰影響，實際開關器件所承受的最高
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