常見(jiàn)的直流饋電三相逆變器的簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)解析，你知道嗎？

隨著社會(huì)的快速發(fā)展，我們的三相逆變器也在快速發(fā)展，那么你知道三相逆變器的詳細(xì)資料解析嗎?接下來(lái)讓小編帶領(lǐng)大家來(lái)詳細(xì)地了解有關(guān)的知識(shí)。

想象一下，您正在設(shè)計(jì)伺服、計(jì)算機(jī)數(shù)控(CNC)或機(jī)器人應(yīng)用的下一個(gè)功率級(jí)。這種情況下，功率級(jí)是低壓直流饋電三相逆變器，電壓范圍為12 VDC到60 VDC ，額定功率小于1 kW。該額定電壓涵蓋通常用于電池供電馬達(dá)系統(tǒng)或低壓直流饋電馬達(dá)系統(tǒng)中的電池電壓的范圍。另外，您可能還要滿足這樣的要求：在無(wú)需額外冷卻功率級(jí)的情況下設(shè)計(jì)這個(gè)產(chǎn)品。它必須盡可能小，以滿足目標(biāo)應(yīng)用程序的需求，當(dāng)然它需要低成本。

三相逆變就是轉(zhuǎn)換出的交流電壓為三相，即 AC380V，三相電是由三個(gè)頻率相同、振幅相等、相位依次互差120°的交流電勢(shì)組成。

那么，在這種情況下，想出一個(gè)可接受的解決方案來(lái)設(shè)計(jì)一個(gè)滿足這個(gè)假設(shè)(雖然要求很高)的逆變器，從而滿足以上要求。因此，在開(kāi)始定義指定的功率級(jí)、電流檢測(cè)和保護(hù)電路之前，考慮采用智能柵極驅(qū)動(dòng)器伺服驅(qū)動(dòng)器的48V/500W三相逆變器參考設(shè)計(jì)非常重要，該參考設(shè)計(jì)極其實(shí)用且易于理解。

三相逆變器的定義就是將直流電能轉(zhuǎn)換為交流電能的轉(zhuǎn)換器，其基本原理就是SPWM，硬件架構(gòu)為四個(gè)功率模塊組成單相、三相橋式電路，橋式輸出至負(fù)載間串接低通濾波元件，

該參考設(shè)計(jì)采用高度集成的IC實(shí)現(xiàn)了小尺寸要求，包括三個(gè)具有100%占空比工作的半橋柵極驅(qū)動(dòng)器?？蛇x的源/匯電流從50 mA到2 A不等。VDS傳感可實(shí)現(xiàn)過(guò)流保護(hù)，防止損壞功率級(jí)和馬達(dá)。由于錯(cuò)誤的脈沖寬度調(diào)制配置，VGS握手功能可保護(hù)功率級(jí)免受射穿。

控制回路具有兩個(gè)信號(hào)產(chǎn)生源，一個(gè)是固定幅值的三角波(調(diào)制波)發(fā)生器，一個(gè)為正弦波發(fā)生器，利用三角波對(duì)正弦波進(jìn)行調(diào)制，就會(huì)得到占空比按照正弦規(guī)律變化的方波脈沖列，調(diào)制比不同

了解為什么效率、保護(hù)和集成是高達(dá)60VDC的緊湊型直流饋電驅(qū)動(dòng)器的重要設(shè)計(jì)因素。典型的低壓直流饋電伺服驅(qū)動(dòng)功率級(jí)可如圖1所示進(jìn)行分區(qū)。圖1基于直流饋電伺服驅(qū)動(dòng)功率級(jí)模塊。綠框所示為模塊。

一個(gè)正弦周期脈沖列數(shù)等于調(diào)制波頻率除以基博頻率)。再用方波脈沖列去控制上述橋式電路，在輸出上就得到了符合要求的正弦電壓電流了。

通過(guò)將故障檢測(cè)添加到半橋柵極驅(qū)動(dòng)器以實(shí)現(xiàn)VDS傳感和軟關(guān)斷，可以構(gòu)建穩(wěn)健的系統(tǒng)。這些功能允許柵極驅(qū)動(dòng)器系統(tǒng)檢測(cè)典型的過(guò)流或短路事件。這樣做可在不增加額外的電流傳感或硬件電路的情況下實(shí)現(xiàn)死區(qū)時(shí)間插入，從而確保MCU無(wú)法提供錯(cuò)誤的驅(qū)動(dòng)信號(hào)，這可能會(huì)導(dǎo)致功率級(jí)或馬達(dá)因短路而導(dǎo)致?lián)p壞。

逆變器使用CPU控制，高品質(zhì)，智能化正弦波輸出，屬本產(chǎn)品特有的特點(diǎn)。

一個(gè)考慮因素是優(yōu)化效率，以降低散熱器和輻射發(fā)射(EMI)與開(kāi)關(guān)速度的成本。通過(guò)100 V單橋或半橋場(chǎng)效應(yīng)晶體管(FET)柵極驅(qū)動(dòng)器實(shí)現(xiàn)這些功能需要額外的有源和無(wú)源元件，這會(huì)增加物料清單(BOM)成本和印刷電路板尺寸，同時(shí)通常會(huì)降低修改柵極驅(qū)動(dòng)強(qiáng)度等參數(shù)的靈活性。在分析系統(tǒng)效率時(shí)，電流傳感電路、具有低DS(on)和低柵極電荷的FET能夠?qū)崿F(xiàn)快速切換，從而影響系統(tǒng)效率性能。通常，系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員希望實(shí)現(xiàn)功率級(jí)99%的效率。

在研究設(shè)計(jì)過(guò)程中，一定會(huì)有這樣活著那樣的問(wèn)題，這就需要我們的科研工作者在設(shè)計(jì)過(guò)程中不斷總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，這樣才能促進(jìn)產(chǎn)品的不斷革新。