解析三相PWM逆變器的主電源電路設(shè)計(jì)

　　經(jīng)計(jì)算二極管應(yīng)選擇HFA70NH60 額定電壓600V， 額定電流70A （ 快恢復(fù)型） 。

　　2. 2 逆變電路的設(shè)計(jì)

　　逆變與整流相對(duì)應(yīng)， 是將直流電變成交流電。交流側(cè)接電網(wǎng)， 為有源逆變。交流側(cè)接負(fù)載， 為無(wú)源逆變。

　　本設(shè)計(jì)逆變電路采用電壓型三相橋式逆變電路， 其原理圖如圖3 所示。

逆變電路中的開(kāi)關(guān)器件均選用全控型器件--IGBT.IGBT 是MOSFET 與GTR 的復(fù)合器件， 因此它具有工作速度快、輸入阻抗大、驅(qū)動(dòng)電路簡(jiǎn)單、控制電路簡(jiǎn)單、工作頻率較高、元件容量大等多項(xiàng)優(yōu)點(diǎn)。

　　本設(shè)計(jì)中所選IGBT 管額定電壓為600V， 額定電流約為20A ， 所以， 應(yīng)選取六只600V， 20A 的IGBT管。IGBT 管型號(hào)為： IRGBC40F 額定電壓600V， 額定電流27A 。

　　逆變電路中， 6 個(gè)二極管有限制過(guò)電壓的作用，對(duì)IGBT 管進(jìn)行保護(hù)。由于二極管和IGBT 管的電壓和電流幾乎相等。所以選取二極管的型號(hào)為：HFA 70NH60 額定電壓600V， 額定電流70A（ 快恢復(fù)型） 。

　　2. 3 輸出濾波電路設(shè)計(jì)

　　LC 濾波器的-般形式是一個(gè)由LC 組成的無(wú)源網(wǎng)絡(luò)， 其工作原理是串聯(lián)的LC 電路在基頻下呈串聯(lián)諧振狀態(tài)。在理想狀態(tài)下， 對(duì)基波不產(chǎn)生壓降，對(duì)高次諧波則是高阻抗， 抑制高次諧波電流。

　　經(jīng)計(jì)算， 取電感的電感值為： L2= 0. 48mH取電容的電容值為： C2= 664uF

　　2. 4 驅(qū)動(dòng)電路的設(shè)計(jì)

　　驅(qū)動(dòng)電路是將控制電路產(chǎn)生的PWM 信號(hào)加以隔離、放大， 形成驅(qū)動(dòng)各開(kāi)關(guān)器件開(kāi)關(guān)動(dòng)作信號(hào)的電路。它將邏輯電平的控制電路與可驅(qū)動(dòng)6 個(gè)IGBT 的高/ 低側(cè)開(kāi)關(guān)電路相連接。由于驅(qū)動(dòng)電路的選取因開(kāi)關(guān)器件的不同而異， 而本課題選用的開(kāi)關(guān)器件是IGBT，它是電壓驅(qū)動(dòng)型開(kāi)關(guān)器件， 所以我們選擇了美國(guó)IR （ Internat io nal Rect ifier ） 公司生產(chǎn)的型號(hào)為IR2130 的6 路快速I(mǎi)GBT 驅(qū)動(dòng)芯片。

　　IR2130 的外部電路圖如圖4 所示， 圖中C25為電源濾波電容， C24為過(guò)流檢測(cè)電容， 其大小直接影響著保護(hù)是否靈敏， 選擇不當(dāng)將導(dǎo)致IGBT 沖出安全工作區(qū)而損壞。C21 ， C22 ， C23 為逆變器上橋臂產(chǎn)生懸浮電源的自舉電容， 它們影響著這三只功率管的正常工作。R27~R30， P2 為過(guò)流檢測(cè)電阻， 只要改變P2的大小， 就可調(diào)接電流保護(hù)值的大小。R21~R26 為IGBT的柵極電阻。D1~D6 選用快恢復(fù)二極管。

　　2. 5 控制電路設(shè)計(jì)

　　控制電路采用集成脈寬調(diào)制電路芯片SG3524.SG3524 與正弦函數(shù)發(fā)生芯ICL8038 連接來(lái)產(chǎn)生SPWM波， 控制全橋逆變電路。

　　按照SG3524 的工作原理， 要得到SPWM 波， 必須得到一個(gè)正弦波， 將它加到SG3524 內(nèi)部， 并與鋸齒波比較， 就可得到正弦脈寬調(diào)制波。