dcac逆變電路及原理總結(已改無錯字)
2022-12-26 19:50:02 本頁面
【正文】 用以下措施來減小所需電容值 ①采用平板式匯流母線 , 正負極 重疊 在一起 , 中間用絕緣板隔開 , 以獲得最小母線寄生電感 ②因為 C值與關斷電流的平方成正比 ,所以采取必要的 限流 技術來限制功率電路的最大電流 ③因為 C值反比于 ΔV2的平方 , 所以若允許 ΔV2與 IGBT的VCE之間有一定的裕度則可使緩沖電容值明顯減小。 緩沖電路的總結 在電路設計中應根據(jù)實際情況選取適當?shù)木彌_保護電路，抑制 IGBT關斷時的浪涌電壓，在裝配時，要盡量降低主電路和緩沖電路的分布電感，接線越短越好，越粗越好。 對緩沖電路的要求是： 盡量減小主電路的布線電感 L； 吸收電容應采用低感（最好無感）吸收電容，它的引線應盡可能短，最好直接接在 IGBT的端子上； 吸收二極管應選用快開通和軟恢復二極管，以避免產生開通過電壓和反向恢復引起的較大振蕩電壓。 535 緩沖電路的作用 RC吸收回路的作用，一是為了對感性器件在電流瞬變時的自感電動勢進行鉗位，二是抑制電路中因 dV/dt對器件所引起的沖擊，在感性負載中，開關器件關斷的瞬間，如果此時感性負載的磁通不為零，根據(jù)愣次定律便會產生一個自感電動勢，對外界辭放磁場儲能，為簡單起見，一般都采用 RC吸收回路，將這部份能量以 熱能 的方式消耗掉。 RC緩沖電路并聯(lián)在 IGBT兩端。其作用包括抑制過電壓、減小開關損耗、限制電壓上升速率以及消除電磁干擾等幾個方面； (1)抑制過電壓 IGBT關斷時，線路電感會產生與直流電壓同向的感應電壓 L di / dt， 當沒有緩沖電路時，由于 diL / dt很大，使 IGBT的 C、 E極之間形成很高的過電壓。當過電壓大于 IGBT所能承受的極限電壓時，會損壞器件。所以，為了使 IGBT可靠工作 ,必須為電感中的貯能提供一條釋放回路，以大幅度降低關斷瞬間電感的電流變化率 ,避免因過電壓損壞 IGBT。 536 緩沖電路的作用 (2)減小功率開關管損耗 IGBT關斷時 , IGBT的功率損耗取決于集電極與發(fā)射極之間的電壓以及流過管子的電流瞬時值，兩者乘積的積分值越小越好。使用緩沖電路可以改變 IGBT關斷過程中的電壓、電流波形，從而減小 IGBT的功率損耗。由圖 2 可知 ,當無緩沖電路時 ,電壓 VCE瞬間升至最大值 ,而此時 IGBT的電流 IC也是最大值 ,這種情況下功率損耗最嚴重。 537 (a) 無緩沖電路 (b) 有緩沖電路 采用 RC緩沖電路后，VCE將逐漸升高 ,從而 避免 IC和 VCE同時達到最大值的不利情況。所 以，緩沖電路可以減小 IGBT的關斷損耗。 緩沖電路的作用 (3)限制電壓上升率 過大的電壓上升率 duCE / dt會在 IGBT的 PN結中形成很大的位移電流 ,它可能誤使 IGBT內部寄生晶閘管開通 ,導致柵極失去控制作用 ,這就是所謂的動態(tài)擎住現(xiàn)象。 IGBT兩端并聯(lián)的 RC緩沖電路能夠限制 duCE / dt的大小 ,有效地解決 IGBT的動態(tài)擎住問題。 (4)消除電磁干擾 在設備調試運行過程中 ,當無緩沖電路時， IGBT管兩端的電壓會產生高頻振蕩 ,造成電磁干擾。采用緩沖電路即可抑制 VCE的高頻振蕩 ,起到消除和減少電磁干擾的作用。 538 緩沖電路的參數(shù)計算 緩沖電路中 ,緩沖電阻 R 越小 ,電容 C越大 ,則緩沖電路的作用越明顯。但同時要考慮功率損耗等因素。 IGBT關斷后 ,緩沖電容 C上貯存電能 ,當下次 IGBT開通后 ,這部分能量以熱能形式消耗在 R上。 539 電阻 R 的功耗為 : IGBT開通后，電容 C必須在再次關斷前放電完畢，以確保電容電壓的初始狀態(tài)始終為零。為此， RC放電時間常數(shù)必須受到限制。一般假設超過 3倍時間常數(shù)可以放完電 ,則 : 3RCRC≤Ton 式中 Ton =DTs D— IGBT導通占空比 Ts —開關周期 1 緩沖 RC的參數(shù)計算 為了減少功率損耗 ,一般要求 PR ≤120W 緩沖電路的參數(shù)計算 計算電阻值時 ,還必須限制放電電流 ,使放電電流Idis小于集電極電流 IC的 1 /4,即 ： 540 式中 IC —集電極電流 (A) 2 隔直電容的參數(shù)計算 對于全橋逆變電路，偏磁是一個必須認真解決的問題 ,偏磁的積累將引起變壓器的磁飽和，從而導致逆變“顛覆”。采用串聯(lián)耦合隔直電容的方法來隔直糾偏，隔直電容的參數(shù)可采用如下計算方法： 式中 LR —變壓器二次側折算到一次側的等 效電感與一次側電感之和 (單位 :μH) fR —LR與 C組成的串聯(lián)諧振電路的諧振頻率 (單位 : kHz)為了使耦合電容線性 ,一般選 f R= 0. 1 f。 緩沖電路的參數(shù)計算 此外 ,電容充電電壓不宜過大 ,一般以 5% ～ 10% Vs為好 ,即需滿足如下不等式 : 541 式中 VC —充電電壓 。 IC —充電電流 。 Δt—充電時間 , D— IGBT導通占空比 Ts —開關周期 。 Vs —電源電壓。 緩沖電路的參數(shù)計算 例：設計要求為頻率 25kHz,額定功率 20 kW，效率 85%。全橋式逆變器由功率開關管 IGBT1 ～ IGBT4和高頻變壓器等主要器件組
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