低压大电流型永磁同步电动机驱动电路设计
永磁同步电机的矢量控制系统
永磁同步电机的矢量控制系统一、本文概述随着科技的不断进步和工业的快速发展，电机作为核心动力设备，在各种机械设备和工业自动化系统中扮演着至关重要的角色。
其中，永磁同步电机（Permanent Magnet Synchronous Motor，简称PMSM）因其高效率、高功率密度和优良的控制性能等优点，被广泛应用于电动汽车、风力发电、机床设备等领域。
为了实现永磁同步电机的精确控制，提高其运行效率和稳定性，矢量控制（Vector Control）技术被引入到永磁同步电机的控制系统中。
本文将对永磁同步电机的矢量控制系统进行深入探讨。
文章将简要介绍永磁同步电机的基本结构和运行原理，为后续的矢量控制理论奠定基础。
接着，文章将重点阐述矢量控制的基本原理和实现方法，包括坐标变换、空间矢量脉宽调制（SVPWM）等关键技术。
文章还将分析矢量控制系统中的传感器选择、参数辨识以及控制策略优化等问题，以提高系统的控制精度和鲁棒性。
通过本文的研究，读者可以对永磁同步电机的矢量控制系统有一个全面而深入的了解，为实际应用中提高永磁同步电机的控制性能提供理论支持和指导。
本文还将探讨未来永磁同步电机矢量控制系统的发展趋势和挑战，为相关领域的研究者和工程师提供有价值的参考信息。
二、永磁同步电机的基本原理永磁同步电机（Permanent Magnet Synchronous Motor, PMSM）是一种高效、高性能的电机类型，其工作原理基于电磁感应和磁场相互作用。
PMSM的核心组成部分包括定子、转子和永磁体。
定子通常由三相绕组构成，负责产生旋转磁场；转子则装有永磁体，这些永磁体在定子产生的旋转磁场作用下，产生转矩从而驱动电机旋转。
PMSM的工作原理可以简要概括为：当定子三相绕组通入三相交流电时，会在定子内部形成旋转磁场。
由于转子上的永磁体具有固定的磁极，它们在旋转磁场的作用下会受到力矩的作用，从而使转子跟随定子磁场的旋转而旋转。
通过控制定子电流的相位和幅值，可以精确控制旋转磁场的转速和转向，从而实现对PMSM的精确控制。
永磁同步电机
学习任务4 永磁同步电机的特点及应用
问题3：永磁同步电动机的运行特性是怎样的？
学习任务4 永磁同步电机的特点及应用
问题4：永磁同步电机的应用有哪些？
北汽绅宝EV
宝马i3纯电
尚有关于新能源汽车驱动电机的问题？
请继续学习《模块七 无刷直流电机》。
问题2：什么是矢量控制？ 矢量控制本身也存在如下的缺陷。 1）转子磁链的准确观测存在一定的难度，转子磁链的计算对电动机的参数有较强的依顿性， 因此对参数变化较为敏感。 2）由于需要进行解耦运算，采用了矢量旋转变换，系统计算比较复杂。
学习任务3 永磁同步电机的控制技术
问题3：什么是直接转矩控制？
学习任务3 永磁同步电机的控制技术
学习任务1 永磁同步电机的基本结构
问题2：永磁同步电动机的转子组成是怎样的？ 转子主要由永磁体、转子铁心和转轴等构成。其中永磁体主要采用铁氧体永磁和钕铁硼永磁 材料；转子铁心可根据磁极结构的不同，选用实心钢，或采用钢板或硅钢片冲制后叠压而成。
学习任务1 永磁同步电机的基本结构
问题3：永磁同步电动机的转子位置传感器是怎样工作的？ 目前，PMSM系统的位置传感器有很多种方式，像光电编码式、磁敏式、和电磁式等，也 有控制精度要求相对较高的场合，采用正弦或余弦旋转变压器等位置传感器的，但无论哪种 测量方式，其本质都是用来测量转子位置信息的，只是安装的体积、方便程度、成本及可靠 性要求不同而已。 位置传感器将转子的位置信号电平反馈给控制芯片，控制芯片经过电流采样和数学变换，并 根据反馈的位置信息经过闭环运算，重新按新的PWM占空比输出，来触发功率器件（IGBT 或MOSFET），实际上逆变器是自控的，由自身运行来保证电机的转速和电流输入频率同步， 并避免震荡和失步的发生。
永磁同步电动机电压和电流的相位关系-概述说明以及解释
永磁同步电动机电压和电流的相位关系-概述说明以及解释1.引言1.1 概述在现代工业和交通领域，永磁同步电动机作为一种高效、可靠的电动机类型受到广泛关注。
在永磁同步电动机的运行过程中，电压和电流的相位关系是一个重要而复杂的问题。
正确掌握电压和电流的相位关系，可以有效提高永磁同步电动机的性能和效率。
本文将深入探讨永磁同步电动机电压和电流的相位关系，通过对电压和电流的基本概念进行分析，解释相位关系的重要性，并总结其在实际应用中的意义。
同时，本文还将展望未来永磁同步电动机相位关系研究的发展方向，并探讨其在不同领域的应用前景。
通过本文的阐述，读者将对永磁同步电动机电压和电流的相位关系有更深入的了解，从而为相关领域的研究和应用提供理论指导和实际指导。
1.2 文章结构本文共分为三大部分，分别是引言、正文和结论。
引言部分将介绍永磁同步电动机电压和电流的相位关系的背景和意义，以及本文论文目的和结构。
正文部分将详细介绍永磁同步电动机的基本原理和工作特性，以及电压和电流的基本概念。
同时，将重点讨论电压和电流之间的相位关系及其在电机运行中的重要性。
结论部分将总结电压和电流的相位关系对永磁同步电动机运行的影响，探讨其在不同应用领域中的意义和潜在发展方向。
同时，对未来可能的研究方向和发展趋势进行展望。
1.3 目的本文的主要目的是探讨永磁同步电动机电压和电流的相位关系。
通过对永磁同步电动机、电压和电流基本概念的介绍，以及相位关系的重要性进行分析，可以更深入地理解电动机运行过程中的电压和电流之间的相互作用。
通过研究电压和电流相位关系的影响因素，可以为电动机的设计、控制和运行提供更有效的指导和优化策略。
同时，深入了解电压和电流的相位关系还有助于揭示电动机在不同工况下的性能特点和动态响应机制，为相关领域的进一步研究和应用提供理论支持和实际指导。
通过本文的探讨，旨在促进永磁同步电动机技术的发展和推广，推动电动机在各个应用领域的更广泛应用和进步。
4种直流电机控制电路详解,含图
4种直流电机控制电路详解，含图含公式，直观又细致，不懂都难！旺材电机与电控2小时前私信“干货”二字，即可领取138G伺服与机器人专属及电控资料！直流电机在家用电器、电子仪器设备、电子玩具、录相机及各种自动控制中都有广泛的应用。
但对它的使用和控制，很多读者还不熟悉，而且其技术资料亦难于查找。
直流电机控制电路集锦，将使读者“得来全不费功夫”!在现代电子产品中，自动控制系统，电子仪器设备、家用电器、电子玩具等等方面，直流电机都得到了广泛的应用。
大家熟悉的录音机、电唱机、录相机、电子计算机等，都不能缺少直流电机。
所以直流电机的控制是一门很实用的技术。
本文将详细介绍各种直流电机的控制技术。
直流电机，大体上可分为四类：第一类为有几相绕组的步进电机。
这些步进电机，外加适当的序列脉冲，可使主轴转动一个精密的角度(通常在1.8°--7.5°之间)。
只要施加合适的脉冲序列，电机可以按照人们的预定的速度或方向进行连续的转动。
步进电机用微处理器或专用步进电机驱动集成电路，很容易实现控制。
例如常用的S A A l027或S A A l024专用步进电机控制电路。
步进电机广泛用于需要角度转动精确计量的地方。
例如：机器人手臂的运动，高级字轮的字符选择，计算机驱动器的磁头控制，打印机的字头控制等，都要用到步进电机。
第二类为永磁式换流器直流电机，它的设计很简单，但使用极为广泛。
当外加额定直流电压时，转速几乎相等。
这类电机用于录音机、录相机、唱机或激光唱机等固定转速的机器或设备中。
也用于变速范围很宽的驱动装置，例如：小型电钻、模型火车、电子玩具等。
在这些应用中，它借助于电子控制电路的作用，使电机功能大大加强。
第三类是所谓的伺服电机，伺服电机是自动装置中的执行元件，它的最大特点是可控。
在有控制信号时，伺服电机就转动，且转速大小正比于控制电压的大小，除去控制信号电压后，伺服电机就立即停止转动。
伺服电机应用甚广，几乎所有的自动控制系统中都需要用到。
永磁同步伺服电机(PMSM)驱动器原理
永磁同步伺服电机（PMSM）驱动器原理中达电通股份有限公司中达电通公司伺服数控产品处 周瑞华 Zhou Reihua摘 要： 永磁交流伺服系统以其卓越的性能越来越广泛地应用到机器人、数控等领域，本文对其驱动器的功能实现做了简单的描述，其中包括整流部分的整流过程、逆变部分的脉宽调制（PWM ）技术的实现、控制单元相应的算法等三个部分。
关键词： DSP 整流 逆变 PWM 矢量控制 1 引言随着现代电机技术、现代电力电子技术、微电子技术、永磁材料技术、交流可调速技术及控制技术等支撑技术的快速发展，使得永磁交流伺服技术有着长足的发展。
永磁交流伺服系统的性能日渐提高，价格趋于合理，使得永磁交流伺服系统取代直流伺服系统尤其是在高精度、高性能要求的伺服驱动领域成了现代电伺服驱动系统的一个发展趋势。
永磁交流伺服系统具有以下等优点：（1）电动机无电刷和换向器，工作可靠，维护和保养简单；（2）定子绕组散热快；(3)惯量小，易提高系统的快速性；（4）适应于高速大力矩工作状态；（5）相同功率下，体积和重量较小，广泛的应用于机床、机械设备、搬运机构、印刷设备、装配机器人、加工机械、高速卷绕机、纺织机械等场合，满足了传动领域的发展需求。
永磁交流伺服系统的驱动器经历了模拟式、模式混合式的发展后，目前已经进入了全数字的时代。
全数字伺服驱动器不仅克服了模拟式伺服的分散性大、零漂、低可靠性等确定，还充分发挥了数字控制在控制精度上的优势和控制方法的灵活，使伺服驱动器不仅结构简单，而且性能更加的可靠。
现在，高性能的伺服系统，大多数采用永磁交流伺服系统其中包括永磁同步交流伺服电动机和全数字交流永磁同步伺服驱动器两部分。
伺服驱动器有两部分组成：驱动器硬件和控制算法。
控制算法是决定交流伺服系统性能好坏的关键技术之一，是国外交流伺服技术封锁的主要部分，也是在技术垄断的核心。
2 交流永磁伺服系统的基本结构交流永磁同步伺服驱动器主要有伺服控制单元、功率驱动单元、通讯接口单元、伺服电动机及相应的反馈检测器件组成，其结构组成如图1所示。
用于电动汽车的永磁同步电机驱动控制系统设计与实现
用于电动汽车的永磁同步电机驱动控制系统设计与实现1. 本文概述随着全球对可再生能源和环保意识的日益增强，电动汽车（EV）作为一种绿色、低碳的出行方式，正逐渐成为未来交通的主要趋势。
作为电动汽车的核心部件，电机驱动控制系统的性能直接影响着车辆的动力性、经济性和可靠性。
永磁同步电机（PMSM）因其高效率、高功率密度和优良的控制性能，在电动汽车领域得到了广泛应用。
本文旨在探讨用于电动汽车的永磁同步电机驱动控制系统的设计与实现，为电动汽车的进一步发展提供技术支持和理论参考。
文章首先介绍了永磁同步电机的基本原理和特性，分析了其在电动汽车应用中的优势和挑战。
随后，详细阐述了永磁同步电机驱动控制系统的总体设计方案，包括硬件平台的选取、控制策略的制定以及关键技术的实现。
在硬件设计方面，文章讨论了功率电子开关的选择、电流传感器的配置以及电机参数的匹配等问题。
在控制策略方面，文章重点介绍了矢量控制、直接转矩控制等先进控制方法，并分析了它们在提高电机性能、优化能量利用等方面的作用。
文章还针对永磁同步电机驱动控制系统中的关键技术问题，如参数辨识、无位置传感器控制、热管理等进行了深入研究和探讨。
通过理论分析和实验验证，文章提出了一系列有效的解决方案，为永磁同步电机在电动汽车中的实际应用提供了有力支持。
文章总结了永磁同步电机驱动控制系统的设计与实现过程中的经验教训，展望了未来在该领域的研究方向和应用前景。
通过本文的研究，旨在为电动汽车的电机驱动控制技术的发展提供有益的参考和借鉴。
2. 永磁同步电机在电动汽车中的应用及优势提高电动汽车效率：永磁同步电机能够提供稳定和强大的磁场，提高电机的效率和输出功率，从而提高电动汽车的动力性能。
增强电动汽车性能：永磁同步电机的转子损耗很小，功率密度高，可采用多极，为采用直接驱动、全封闭结构和系统集成化提供了可能。
高效能：永磁同步电机的能效更高，不需要产生额外的磁场，转子能够快速响应变化的负载条件，实现最大功率输出。
一体化永磁同步电机驱动器的设计
了全 数字控 制 ， 有完善 的监控和保 护功 能 ， 符 具 且
合一 体化 电机的空 间位置要 求 。通 过对硬 件 电路
系统结 构上 的合 理设 计 ， 避 免强 电信 号 对 弱 电 在
信号 的干扰 上取 得 了 良好 的效 果 ， 以后 一 体化 为
永磁 同步 电机 的进 一步 设计 提 供 了可 行 的依 据 ，
元 （ Ｅ ） 口。其 中 Ａ相 信 号 处 理 与 隔离 电路 ＱＰ 接
如 图 ３所示 。
流 进行检 测 ， 由于定 子绕 阻采 用星 型连 接 ， 因此 只 要 检测 其 中 两 相 定 子 电 流 即 可 。 本 系 统 采 用 Ｌ Ｍ 公 司的霍 尔 电 流传 感 器 Ｌ Ｓ 一 Ｐ 该 传 感 器 Ｅ Ｔ ６Ｎ ， 采 用单极 电源 供 电 ， 有 高精 度 、 具 良好 的线 性 度 、
电压 ， 电压 中含有较 大 的谐 波成分 ， 但 因此选 用两 个 ４０ ／ ３ ｊ ５ Ｖ ３ ０ｘ Ｆ的电容并联 滤 波 。逆 变 电路 采用
完善 ， 永磁 同步 电机 向大 功率 、 高性 能 、 型化 等 微
方 向发展 【 。永磁 同步 电机 的这些 优 点 ， 结 合 ２ 再 Ｔ Ｓ ２ Ｆ ８２的高速 运算能 力和 丰富的片 内外设 Ｍ ３０ ２ １ 资 源 ， 以满足 一体 化 电机小 型 化 、 能 化 、 可 智 网络 化等要求 。在 设计 一 体 化 电机 过 程 中 ， 了需要 除
变换 以及逆 Ｐ Ｒ Ａ Ｋ变 换 产 生 Ｐ ＷＭ 信 号 。其 主 程 序 和定时 中断 服务程 序流 程如 图 ５６所示 。 、
直 流 电 源
图 ４ 矢 量 控 制 结 构 示 意 图
８０ ８
永磁同步电动机调速控制系统的设计
永磁同步电动机调速控制系统的设计
永磁同步电动机是一种具有高效率、低噪音和刚性特点的电动机，被广泛应用于工业生产和交通运输等领域。
为了实现对永磁同步电动机的精确控制，需要设计一个调速控制系统。
永磁同步电动机调速控制系统的设计包括电机模型建立、控制算法设计以及硬件设计等几个方面。
需要建立永磁同步电动机的数学模型。
通过对电机的物理特性进行分析，可以得到电机的动态方程和转矩方程。
然后，利用电机的参数和转矩方程，可以建立电机的数学模型。
需要设计控制算法。
常用的控制算法有卡尔曼滤波、模糊控制和PID控制等。
选择合适的控制算法，并根据电机的数学模型进行参数调整，可以实现对电机的精确控制。
然后，需要进行硬件设计。
硬件设计包括电机驱动电路和控制器的设计。
电机驱动电路负责为电机提供合适的电压和电流，以实现电机的旋转。
控制器负责接收来自传感器的信号，并根据控制算法的输出控制电机驱动电路。
需要进行实验验证和性能评估。
通过实验验证，可以测试控制系统的性能，如控制精度、响应速度和抗干扰能力等。
根据实验结果进行性能评估，并对系统进行改进和优化。
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第29卷 第2期2006年6月电子器件Ch in es e Jo u rnal Of Electro n Devi cesVol.29 No.2Jun.2006D esig n of the In v erte r o f H igh C u rr en t C ap a b ility fo r PM S M u n d er Lo w D C V olta ge S u p p lyS UN L i z hi,ZH U H ong w ei,WAN G Si y uan ,ZOU J i bin(Dep t.of Electrical E ngineer ing H arbin I nstitu te of T echnolog y ,H ar bin 150001,China)Abstract:In som e applications like electric vehicles,the features of low DC vo ltag e supply and high cur rent make the drive of permanent mag net Synchro nous mo to rs (PM SM)different from that o f general purpo se inverters.T his paper discussed the designs of the system structure,the po w er circuit topolo gy,the EM C design and the iso lated pow er supply circuit catering for the features,based on the DSP TM S320F2812and som e other co re ICs like IR2110.T he space vector SPWM technique is used based o n the dig ital ang les fro m the reso lver to dig ital circuit.And the flo ating IGBT drive cir cuit topolog y w ith negative bias is a dopted to simplify the isolated pow er supply circuit.Key words:Inverter;perm anent magnet sy nchr ono us m otor;DSP.EEACC :8310D低压大电流型永磁同步电动机驱动电路设计孙立志,朱宏伟,王思远,邹继斌(哈尔滨工业大学电气工程系,黑龙江哈尔滨150001)收稿日期:2005 08 15作者简介:孙立志(1970 ),工学博士,副教授,研究方向为电机及驱动控制,lzsun@.摘 要:在电动汽车等应用中,低电压和大电流的特点使得永磁同步电动机的驱动电路不同于一般通用驱动器。
基于DSPT M S320F 2812以及IR2110等核心芯片,在系统整体方案、功率电路、抗电磁干扰以及二次隔离电源等方面需要针对该特点进行了设计。
在轴角变换的基础上采用空间矢量SPW M 实现电机的控制。
同时采用负偏压悬浮驱动等电路结构形式,简化了二次隔离电源的设计关键词:驱动器;永磁同步电动机;D SP 中图分类号:TM921文献标识码:A 文章编号:1005 9490(2006)02 0469 04基于转子位置闭环控制的永磁同步电动机具有良好的控制特性、高功率密度以及高效率等优点,已越来越多地应用于各种伺服驱动系统之中[1]。
目前已存在几种通用型的高性能伺服驱动器可以应用于永磁同步电动机的驱动[2],包括德国KEB 公司的COM BIVERT F5-M 型驱动器等。
这些驱动器通常功率范围在几千瓦到数百千瓦,供电电压通常有单/三相240V AC 和三相400V AC 等几种规格,可以满足一般的工业运动控制的需要。
然而,在一些特殊应用中,包括电动汽车等,供电电源往往为几十伏到一百几十伏直流电压,功率范围在几千瓦到几十千瓦之间。
在这种情况下,由于供电电源为直流低电压,驱动器电流能力往往要求达到数百安培,而且没有成熟的商业驱动器可以采用。
研制大电流的高性能驱动器存在着控制方式及功率电路的合理选择、以及抗电磁干扰以及电路隔离等电路合理设计等问题。
电路的隔离又带来在低压直流情况下的二次隔离电源设计问题等。
本文基于TI 公司数字处理器(DSP )T MS320F2812以及外围电路核心芯片进行了低压大电流驱动器的设计,并对功率驱动控制以及二次电源等问题进行了设计研究。
1 主控制电路设计1.1 系统方案设计基于转子位置闭环控制的永磁同步电动机的运行方式包括:自同步运行方式,具有类似于直流电动机的自然机械特性;具有电流反馈的自同步运行方式,具有较硬的机械特性;以及基于d q 坐标变换的矢量控制,可以实现完全解耦的控制。
这几种驱动方式的输出特性不同,实现的复杂程度也不相同,而最后一种方式具有最为理想的控制特性。
因此确定采用基于DSP 的坐标变换方案。
具体流程为:首先对两相正交的旋转变压器位置信号进行轴角转换,或采用DSP 的QEP 电路对增量型编码器的两相正交信号进行处理,生成数字转角信号;进而在DSP 内对数字位置转角信号以及电流反馈信号进行处理,并进行坐标变换及解耦控制计算,输出三相空间矢量SPWM 进行电机的驱动。
图1表示了采用旋转变压器作为位置传感器情况下的系统原理。
图1 系统组成框图同时,为降低大电流带来的电磁干扰,DSP 主控电路和功率驱动电路分别采用二次隔离电源供电。
同时,为减少隔离电源的数量,采用负偏压悬浮驱动电路进行IGBT 三相功率半桥的驱动。
1.2 DSP 外围电路及系统资源分配在电机控制中,目前有美国T I 、AD 、MICRO CH IP 公司以及日本东芝公司等的DSP 可以选用。
而TI 公司的C2000平台上的T MS320LF240X 系列以及TM S320LF281X 系列,采用哈佛结构,将程序存储空间与数据存储空间分开,并且各自拥有自己的数据总线和地址总线;采用流水线技术,使得指令处理的平均速度大大提高;内部增设专门的硬件乘法器,并将硬件乘法器与累加器以流水线方式连接,从而可以高速连续进行乘法和累加运算。
同时硬件资源丰富,片内集成了越来越多的外围接口,非常适合于高性能的电机控制应用[3]。
本系统选用T I 公司的DSP T M S320F2812为控制器构成变频调速系统。
系统时钟信号利用DSP 内部振荡及锁相环电路产生,外接电容电阻器件及10M H z 晶振。
数字角度信号及数字速度给定信号分别通过PE 、PC 和PB 、PA 输入输出口读入,电流反馈信号及模拟速度给定信号经由ADCIN0和ADCIN8脚输入DSP 内部A/D 电路生成数字信号。
利用DSP 事件发生器EVA 生成三相空间矢量SPWM 。
同时通过SCI 接口完成与上位机通信。
2 传感接口电路设计2.1 编码器接口电路设计永磁同步电动机的转子位置传感一般采用增量型编码器以及正余弦旋转变压器。
当采用编码器进行位置传感时,可以通过电平转换直接将正交脉冲信号输入DSP 所集成的QEP 电路,在DSP 中进行数字转角计算及方向识别等。
编码器一般输出5V T TL 电平,而DSP 输入为3.3V 逻辑信号,电平转换可以利用在中间增加一缓冲电阻完成。
2.2 旋转变压器激磁电路设计当采用旋转变压器进行位置传感时,需要进行激磁电路设计以及轴角转换电路设计。
激磁电路采用文氏振荡电路结构,增加二级管D 1、D 2进行稳幅。
采用高电压大电流运算放大器OPA544同时完成振荡以及驱动功能。
图2 旋转变压器激磁电路2.3 旋转变压器轴角转换电路设计采用轴角变换专用芯片AD2S83将旋转变压器调制信号转化为数字转角信号,具体电路如图3所图3 旋转变压器轴角转换电路示。
AD2S 系列芯片为单片II 型跟踪型轴角数字转换器。
旋变正余弦信号交流误差经R 1、R 2、C 1、C 2构成二阶高频滤波器后,进行相敏解调,并经图4中其余阻容元件所构成的积分环节等,控制片中压控振荡器及计数器,最终生成10~16bit 数字转角信号。
470电 子 器 件第29卷2.4 电流反馈接口电路设计电流传感采用LEM LT109-T7,为应用霍尔效应的闭环补偿电流传感器,(12V 供电。
系统采样两相电流经接口电路送往DSP 内部ADCIN0及ADCIN8两脚,同时进行A/D 转换,经计算得到第三相电流值。
图4所示接口电路由电平转换以及反相型二阶巴特沃斯低通滤波器构成。
图4 电流反馈接口电路3 功率驱动电路设计由于设计电流达到数百安培,采用IGBT 构成三相半桥逆变电路。
IGBT 是电压驱动型器件,它的栅射极之间都有数千皮法左右的极间电容,为快速建立驱动电压,要求驱动电路具有较小的输出电阻。
使IGBT 开通的栅源极间驱动电压一般为15~20V,关断时施加一定幅值的驱动电压(一般取-5~-15V)有利于减小关断时间和关断损耗。
同时IGBT 的驱动应采用隔离驱动以抑制电磁干扰和保护器件等。
常用的隔离方式一般有电磁隔离和光电隔离两种。
电磁隔离用脉冲变压器作为隔离元件,如SKH I24电路等。
由于脉冲变压器体积大,而且信号的最大传输宽度和最小宽度分别受到磁饱和特性以及磁化电流的限制,电路体积大且驱动性能有待提高。
而目前常用的集成厚膜驱动器如H R065、EXB840/841、EXB850/851、M 57959L/AL 、M57962L/A L,等均采用光耦隔离。
但每路驱动都要一组独立隔离电源,而且若是桥式电路,还要互相悬浮,增加了电路的复杂性。
独立隔离电源数目的增加,为电源电路设计带来困难,增大了高频变压器的体积以及增加了电磁干扰的影响。
本设计采用美国IR 公司的IR2110驱动电路以驱动IGBT 电路。
IR21xx 系列电路采用悬浮电源自举技术[4],在三相半桥的情况下也可以只采用一路供电电源。
但由于其输出驱动电路采用简单的推挽电路形式,不能提供反向关断电压,因此一般只用于小电流情况下的MOSFET /IGBT 驱动。
为解决上述问题,本设计采用了如图5所示的电路形式以增加负偏压功能。
图中超快恢复二极管D 5及电容C 5构成了上桥臂的悬浮自举电路。
另外,高压侧的负偏压由C 1,D 1,R 1产生,R 1的平均电流应不小于1mA 。
不同的高压H V 可以选择不同的电阻值,并适当考虑其功耗。