一款低成本、高可靠性的逆變器電源電路設(shè)計(jì)
加入技術(shù)交流群
另外，在上管的漏極或集電極，在下管的源極或發(fā)射極，近距離接上一個(gè)0.1μF左右的電容可減少高頻噪音，防止誤動(dòng)作，用示波器在采樣電阻上可以明顯地觀察到其效果。 2、繼電器的作用
變頻器直流母線間接了電容，開(kāi)機(jī)時(shí)會(huì)有很大的沖擊電流，一般用一個(gè)電阻限制該沖擊電流，再接通繼電器。有時(shí)可以用NTC熱敏電阻替代繼電器，這時(shí)候要小心“冷啟動(dòng)”時(shí)上下管可能直通，因?yàn)閯偵想姇r(shí)驅(qū)動(dòng)IC需要時(shí)間建立穩(wěn)定的電位，而“熱啟動(dòng)”時(shí)電容上的電荷不會(huì)馬上漏光，不會(huì)出現(xiàn)這個(gè)問(wèn)題。
關(guān)鍵器件的選擇
1、場(chǎng)效應(yīng)管或IGBT
如何合理地選擇場(chǎng)效應(yīng)管或IGBT，是決定電路性價(jià)比的一個(gè)重要因素。英飛凌的20n60c3耐壓高，在單極性調(diào)制或不用考慮死區(qū)保護(hù)的直流無(wú)刷電機(jī)驅(qū)動(dòng)時(shí)可用。IR公司的IRFP460各種場(chǎng)合都能用，上述兩種器件在漏源電壓10V時(shí)最大電流都是20A，安全工作區(qū)也差不多。還有一種不錯(cuò)的選擇就是電磁爐里常用的IGBT，如仙童公司的FGA15N120ANTD，其耐壓高到1200V，工作時(shí)發(fā)熱少，驅(qū)動(dòng)電路可以不作修改，如果設(shè)計(jì)三進(jìn)三出的低成本逆變器更是非其莫屬。
2、微處理器
一臺(tái)開(kāi)環(huán)控制的簡(jiǎn)單變頻器，微處理器的最小系統(tǒng)只要用到6或9個(gè)引腳就可以了：電源兩線，AD轉(zhuǎn)換一線，PWN輸出3或6線。不管是哪種內(nèi)核，外圍電路一定得有能預(yù)分頻的定時(shí)器和3或6路的PWN，有看門狗和死區(qū)設(shè)定功能則更好。用美國(guó)微芯公司的DSPIC30F2010，德國(guó)英飛凌公司的XC866都能編出控制程序。兩家公司都提供了相關(guān)的庫(kù)函數(shù)，用C語(yǔ)言編程的話調(diào)用就可以了，但這樣會(huì)讓人感覺(jué)知其然不知其所以然。自己設(shè)計(jì)算法，用匯編來(lái)實(shí)現(xiàn)，最終代碼不超過(guò)2K，并且在不斷嘗試改進(jìn)算法的過(guò)程中，意外地找到了一種不用Clarke變換和Park變換就能實(shí)現(xiàn)的簡(jiǎn)單的空間電壓矢量控制算法。同樣的硬件用一臺(tái)370W的電機(jī)做試驗(yàn)，將電機(jī)從星接改成三角接后，用三相SPWN波來(lái)控制時(shí)電機(jī)最大功率只能到290W，而用簡(jiǎn)單空間電壓矢量控制算法電機(jī)最大功率幾乎達(dá)到了370W。
把變頻器電路改成無(wú)刷直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路很簡(jiǎn)單，只要把三路霍爾信號(hào)直接接到微處理器的引腳上即可，霍爾信號(hào)一般很“干凈”，無(wú)需作特殊處理。用120°導(dǎo)通的控制方法時(shí)，只有6種輸出狀態(tài)，軟件將會(huì)簡(jiǎn)單得多。
結(jié)束語(yǔ)
交流電機(jī)，直流無(wú)刷電機(jī)的驅(qū)動(dòng)器，其硬件成本其實(shí)應(yīng)該是差不多的。交流電機(jī)使用了變頻技術(shù)以后，其調(diào)速性能已可以和直流電機(jī)相媲美，但在使用了各種調(diào)制方法以后，發(fā)現(xiàn)有一項(xiàng)指標(biāo)是沒(méi)法超越的：加速時(shí)間或低頻轉(zhuǎn)矩。原因不在控制器上，而在電機(jī)本身：同樣功率的電機(jī)，交流電機(jī)最大轉(zhuǎn)矩只有額定轉(zhuǎn)矩的兩倍左右，而直流電機(jī)可以大很多。這就是為什么在伺服控制，電動(dòng)車等需要低速大扭矩的場(chǎng)合不用交流電機(jī)的原因。雖然還可以通過(guò)加大轉(zhuǎn)子電阻，加長(zhǎng)電機(jī)減小直徑，降低轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的方法來(lái)提高加速時(shí)間，但是比起無(wú)刷直流電機(jī)，其綜合性能還是差一些。因此，只有在電網(wǎng)電壓穩(wěn)定，對(duì)電機(jī)尺寸，加速時(shí)間沒(méi)有苛刻要求的場(chǎng)合，交流電機(jī)配合變頻器才能發(fā)揮其價(jià)格低，可靠性高的優(yōu)勢(shì)。
電磁爐相關(guān)文章:電磁爐原理
評(píng)論