主电路设计原理图

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设计层次电路原理图

设计层次电路原理图

绘制导线 将方块电路以及方块电路端口均放置完成后,还要用导线将这 些方块电路端口连接起来,这样才能使这些方块电路在电气 意义上连接起来。 先单击“连线工具条”中左上角的按钮,然后将光标移至工作 区中,此时鼠标指针上方就会出现一个“十”字光标。将鼠 标光标移到需要绘制导线的地方(“十”字光标随鼠标的的 移动而移动),在导线的起始点单击左键一次,然后在该点 拖动鼠标(左键一直按下),随着鼠标的拖动,工作区中就 会出现一条导线。导线绘制到终点后,单击一次鼠标右键即 可完成该条导线的绘制工作。
图4-1(b)
4.3 层次原理,结合下 图4-2所示实例,介绍绘制层次原理图的一般过程。 图4-2是一个层次原理图,整张原理图表示了 一个完整电路,包含: ◇存储器模块(Memory.sch) ◇CPU模块(CPU.sch) ◇电源模块(Power.sch) ◇CPU时钟模块(CPUClk.sch) ◇并行接口模块(PPI.sch) ◇串行接口模块(Serial.sch)
第4章 设计层次电路原理图
4.1 4.2 4.3 4.4
自上而下设计层次原理图 自下而上设计层次原理图 层次原理图的建立 层次原理图总图/功能电路原理图之间的切换
层次化电路图设计方法实际上是一种模块化的 设计方法。用户可将设计的系统划分为多个子系统, 子系统下面又可划分为若干功能模块,功能模块在 细分为若干基本模块。 设计好基本模块,定义好模块之间的链接关系, 即可完成整个设计过程。
双击绘制的 方块电路就 会弹出一个 属性设置对 话框,如图 3-5所示。 在该属性设 置对话框中 可以对方块 电路的名称、 颜色、边框 宽度、坐标、 大小等参数 进行设置。
绘制完方块电路后,还需要在该方块电路上放置方块 电路端口,才能完成一个方块电路的工作。 单击“连线工具条”上的方块电路端口制作按钮,然 后将光标移至工作区中,此时就会发现鼠标指针上 方有一个“十”字光标,如图3-7(左图)所示。

变频器原理图

变频器原理图

目前,通用型变频器绝大多数是交—直—交型变频器,通常尤以电压器变频器为通用,其主回路图(见图1.1),它是变频器的核心电路,由整流回路(交—直交换),直流滤波电路(能耗电路)及逆变电路(直—交变换)组成,当然还包括有限流电路、制动电路、控制电路等组成部分。

1)整流电路如图1.2所示,通用变频器的整流电路是由三相桥式整流桥组成。

它的功能是将工频电源进行整流,经中间直流环节平波后为逆变电路和控制电路提供所需的直流电源。

三相交流电源一般需经过吸收电容和压敏电阻网络引入整流桥的输入端。

网络的作用,是吸收交流电网的高频谐波信号和浪涌过电压,从而避免由此而损坏变频器。

当电源电压为三相380V时,整流器件的最大反向电压一般为1200—1600V,最大整流电流为变频器额定电流的两倍。

2)滤波电路逆变器的负载属感性负载的异步电动机,无论异步电动机处于电动或发电状态,在直流滤波电路和异步电动机之间,总会有无功功率的交换,这种无功能量要靠直流中间电路的储能元件来缓冲。

同时,三相整流桥输出的电压和电流属直流脉冲电压和电流。

为了减小直流电压和电流的波动,直流滤波电路起到对整流电路的输出进行滤波的作用。

通用变频器直流滤波电路的大容量铝电解电容,通常是由若干个电容器串联和并联构成电容器组,以得到所需的耐压值和容量。

另外,因为电解电容器容量有较大的离散性,这将使它们随的电压不相等。

因此,电容器要各并联一个阻值等相的匀压电阻,消除离散性的影响,因而电容的寿命则会严重制约变频器的寿命。

3)逆变电路逆变电路的作用是在控制电路的作用下,将直流电路输出的直流电源转换成频率和电压都可以任意调节的交流电源。

逆变电路的输出就是变频器的输出,所以逆变电路是变频器的核心电路之一,起着非常重要的作用。

最常见的逆变电路结构形式是利用六个功率开关器件(GTR、IGBT、GTO等)组成的三相桥式逆变电路,有规律的控制逆变器中功率开关器件的导通与关断,可以得到任意频率的三相交流输出。

uc3844开关电源电路图汇总

uc3844开关电源电路图汇总

uc3844开关电源电路图汇总(反激式变换电路/高频变压器/电流反馈电路)uc3844应用电路图(一)主电路图1是所设计电源的原理图,主电路采用单端反激式变换电路,220V交流输入电压经桥式整流、电容滤波变为直流后,供给单端反激式变换电路,并通过电阻R1、C2为UC3844提供初始工作电压。

为提高电源的开关频率,采用功率MOSFET作为功率开关管,在UC3844的控制下,将能量传递到输出侧。

为抑制电压尖峰,在高频变压器原边设置了RCD缓冲电路。

UC3844外围电路设计UC3844内部主要由5.0V基准电压源、振荡器(用来精确地控制占空比调节)、降压器、电流测定比较器、PWM锁存器、高增益E/A误差放大器和适用于驱动功率MOSFET 的大电流推挽输出电路等构成。

UC3844的典型外围电路如图2所示,图中脚7是其电源端,芯片工作的开启电压为16V,欠压锁定电压为10V,上限为34V,这里设定20V给它供电,用稳压二极管稳压,同时并联电解电容滤波,其值为10uF。

开始时由原边主电路向其供电,电路正常工作以后由副边供电。

原边主电路向其供电时需加限流电阻,考虑发热及散热条件,其值取为62kΩ/5W,为了防止输出电压不稳定时较高的电压直接灌人稳压二极管,导致其过压烧坏,在输出端给UC3844供电的线路与稳压管相连接处串入一只二极管。

脚4接振荡电路,产生所需频率的锯齿波,工作频率为=1.8/CTRT,振荡电阻RT和电容CT的值分别为100kΩ、200pF。

脚8是其内部基准电压(5V),给光耦副边的三极管提供偏压。

脚2及脚1为内部电压比较器的反相输入端和输出端,它们之间接一个15kΩ的电阻构成比例调节器,这里采用比例调节而不用PI调节的目的是为了保证反馈回路的响应速度。

脚6是输出端,经一个限流电阻(22Ω/0.25w)限流后驱动功率MOSFET(IRF840($0.6202)),为保护功率MOSFET,在脚6并联一支15V的稳压二极管。

逆变焊机主电路的设计

逆变焊机主电路的设计

4逆变焊机主电路的设计4.1逆变焊机的工作原理与特点逆变焊机原理框图如图4.1所示。

该系统采用双闭环控制系统,图中If为反馈电流,Uf为反馈电压,19为给定电流,Ug为给定电压,UO为实际输出电压。

内环为电流反馈闭环控制,反馈信号由电流霍尔传感器得到。

外环为电压反馈闭环控制,反馈信号由电压霍尔传感器得到。

具体控制过程后做分析.逆变焊机工作时,先将单相220V/50Hz电压整流并滤波后,变为逆变主回路所需的310V左右平滑直流电压。

然后将该直流电压送入逆变主回路,经过大功率电子元件IGBT的交替逆变作用转变成为ZOK左右的中频交流电压,再经过中频降压变压器降压至适合于焊接的几十伏电压,最后经过整流滤波后得到直流焊接输出。

借助于控制电路及反馈回路,以及焊接回路的阻抗,可以得到焊接工艺所需的外特性和动特性。

其交流变换顺序为:工频交流一直流一中频交流一降压一直流。

焊机在“交流一直流一交流”阶段的电压频率发生了改变,所以逆变焊也成为变频焊机。

交流和直流反复转换的目的是为了提高该电压的工作频率。

我们知道,按照正弦波分析时变压器输出有如下公式[60]:式中,变压器的体积、重量与Ns有关,而NS与变压器的工作频率f又有直接关系。

当凡一定时,若变压器工作频率从工频(SOHz)提高到20KHz,则绕组匝数与铁心截面积的乘积NS就减少到原来的l/400,而主变压器在逆变焊机中通常所占重量为1/3到2/3,因此提高变压器的工作频率可以使逆变焊机的体积和重量显著的减少。

同时,钢和铁的电能损耗将随所需材料的明显减少而大大降低,焊接质量也有进一步改善。

由于上述原因,逆变焊机与传统的晶闸管式焊机和晶体管式焊机相比,具有众多优点:l)高效节能。

逆变焊机材料的减少使焊机整体损耗大大降低,其效率可达80%到95%,功率因数可提高到0.9以上,空载损耗极小,只有几十瓦,这一点在能源紧张的今天尤为可贵。

2)体积小,重量轻。

这是逆变焊机最明显的优点,主变压器的重量仅为传统弧焊电源工频变压器的几十分之一。

计算机主板各供电电路图解

计算机主板各供电电路图解

计算机主板各供电电路图解主板上的供电电路常见有CPU供电电路,内存供电电路,AGP、PCI、ISA供电电路以及I/O供电电路等,这些电源电路一种是开关电源,由双场效应管(MOSFT管)和电感线圈、电解电容组成;另一种是低压差线性调压芯片组成的调压电路。

这两种电路都能够为主板上不同的芯片和组件提供精密的电源电压。

1、CPU供电电路为了降低CPU制造成本,CPU核心电压变得越来越低,于是把ATX电源供给主板的12V、5V和3.3V直流电通过CPU的供电电路来进行高直流电压到低直流电压转换。

(1)CPU供电电路组成由于CPU工作在高频、大电流状态,它的功耗非常大。

因此,CPU供电电路要求具有非常快速的大电流响应能力,同时干扰少。

CPU供电电路使用开关电源,该电源由控制(电源管理)芯片、场效应管、电感线圈和电解电容等元件组成,其中控制芯片主要负责识别CPU供电幅值,振荡产生相应的矩形波,推动后级电路进行功率输出(控制芯片的型号常见有:HIP630l、CS5301、TL494、FAN5056等),场效应管起开关控制作用,电感线圈和电解电容起滤波作用。

主板的CPU供电电路框图如图1所示。

主板的CPU供电电路框:图1 CPU供电电路框图开机后,当控制芯片获得ATX电源输出的+5V或+12V供电后,为CPU提供电压,接着CPU电压自动识别引脚发出电压识别信号VID 给控制芯片,控制芯片通过控制两个场效应管导通的顺序和频率,使其输出的电压与电流达到CPU核心供电要求,为CPU提供工作需要的供电。

CPU的供电方式又分为许多种,有单相供电电路、两相供电电路、多相供供电电路。

(2)CPU供电电路原理图2是主板上CPU核心供电电路的简单示意图,其实就是一个简单的开关电源。

+12V是来自ATX电源的输入,通过一个由电感线圈L1和电容C1组成的滤波电路,然后进入两个开关管(场效应管)组成的电路,此电路受到PMW控制芯片控制(可以控制开关管导通的顺序和频率,从而可以在输出端达到电压要求)部分的输出所要求的电压和电流,再经过L2和C2组成的滤波电路后,基本上可以得到平滑稳定的电压曲线,这就是“多相”供电中的“一相”,即单相。

开关电源制作设计(电路原理图+PCB)

开关电源制作设计(电路原理图+PCB)

一、工作原理我们先熟悉一款开关电源的工作原理,该电源可输出5V电压,如图1所示。

1. 抗干扰电路在电网输入端首先设置一个NTC5D-9负温度系数热敏电阻,作用是保护后面的整流桥,刚开机时热敏电阻处于冷态,阻值比较大,可以限制输入电流,正常工作时,电阻比较小。

这样对开机时的浪涌电流起到有效的缓冲作用。

电容CY1、CY2、CY3、CY4用以滤除从工频电网上进入开关稳压电源和从开关稳压电源进入工频电网的不对称杂散信号,电容CX1、CX2用以滤除从工频电网上进入开关稳压电源和从开关稳压电源进入工频电网的对称杂散信号,用电感L1抑制从工频电网上进入开关稳压电源和从开关稳压电源进入工频电网的频率相同、相位相反的杂散干扰电流信号。

采用高频特性好的瓷片电容和铁芯电感,实现开关稳压电源电路中的高频辐射不污染工频电网和工频电网上的杂散电磁波不会窜入开关稳压电源电路中而干扰和影响其工作,对高频分量或工频的谐波分量具有急剧阻止通过功能,而对于几百赫兹以下的低频分量近似一条短路线。

图1 开关电源的工作原理图2. 整流滤波电路在电路中D1、D2、D3、D4组成全桥整流电路,把输入的交流电压进行全波整流,然后用C1进行滤波,最后变成直流输出供电电压,为后级的功率变换器供电,整流滤波后的电压约为300V。

3. UC3842供电与振荡300V的脉动直流电压,此电压经R12降压后给C4充电,供电UC3842的7脚,当C4的电压达到UC3842的启动电压门槛值时,UC3842开始工作并提供驱动脉冲,由6脚输出推动开关管工作。

一旦开关管工作,反馈绕组的能量经过D6整流,C4滤波,又供电到UC3842的7脚,这时可以不需要R12的启动了。

C9、R11接UC3842的定时端,和内部电路构成振荡电路,振荡的工作频率计算为:f=1.8/(Rt*Ct)代入数据可计算工作频率:f=68.18K4. 稳压电路该电路主要由精密稳压源T L 4 3 1 和线性光耦P C 8 1 7 组成,假设输出电压↑→经过R 1 6 、R 1 9 、R20、RES3的取样电压↑→TL431的1脚电压↑,当该脚电压大于TL431的基准电压2.5V时,TL431的2、3脚导通,→通过光电耦合到UC3842的2脚,于是UC3842的6脚驱动脉冲的占空比↓→开关变压器T1绕组上的能量↓→输出电压↓,达到稳压作用;反之,假设输出电压下降,则稳压过程与上相反。

主电路设计

主电路设计

主电路设计1、电动机启动方案选择;短路、过载保护设计计算1)电机选型2)启动方案设计:由于电机启动电压过大,所以采用降压启动。

传统降压启动方式有Y/△控制启动、串接电抗器降压启动和自耦变压器降压启动。

新型降压启动方式有晶闸管调压软启动器、变频器调速软启动。

Y/△启动方式是在电机启动时将电机接成Y型接线,当电机启动成功后再将电机改接成△型接线(通过双投开关迅速切换)。

这种启动方式是以牺牲功率为代价来换取降低启动电流来实现的。

而且要求电机要有6个引出线,控制回路所需元件多,线路复杂且故障率高,启动转矩损失严重(仅为△形接法的1/3),所以只适于空载和轻载场所,满足中小容量无特殊要求的空载或轻载启动控制。

串联电抗器在设备启动和运行时可限制电机电流,降低电机电压。

自耦变压器降压启动方式是在电动机的线圈上引出多个抽头,不同的抽头接上电源后原副线圈的匝数比不一样,接通电源后电压也不一样,从而达到降压启动。

上述两种启动方式对电力系统影响大,母线压降大,功率因数低,在电网电压较低时,电机输出力矩无法克服风机逐步升高的阻力矩,因而无法使电机启动到全速,电机长时间大电流爬行,会造成电机、电抗器、自耦变压器烧毁或开关跳闸,不适宜在大型电机启动中使用。

晶闸管调压软启动器通过改变晶闸管的导通角来实现电机电压的平稳升降和无触点通断。

当设备价格昂贵,投资都较大,且控制回路复杂,维护困难,对用户技术水平要求较高。

变频器调速软启动是使用变频器把输入电压及频率逐渐加到电机上的。

在规定的启动时间内,自动地将启动电压连续、平滑地上升,直到达到额定电压。

此时电动机的转矩就会平滑地增大,一直到转矩为最大值为止,启动过程结束。

这种启动方式控制回路简单,维护方便,性价比高,启动性能良好,对用户技术水平要求一般。

因此选用变频器调压软启动。

在本设计中,若按一台水泵配置一台变频器,有4台水泵需4台变频器。

这种设计虽然控制系统相对简单,但是变频器的投资较大,所以不是一种好的设计方案。

电脑主板CPU供电电路原理图解

电脑主板CPU供电电路原理图解

电脑主板CPI 供电电路原理图解.多相供电模块的优点1. 可以提供更大的电流,单相供电最大能提供25A 的电流,相对现在主流的处 理器来说,单相供电无法提供足够可靠的动力, 所以现在主板的供电电路设计都 采用了两相甚至多相的设计,比如 K7、K8多采用三相供电系统,而LGA755的 Pentium 系列多采用四相供电系统。

2. 可以降低供电电路的温度。

因为多了一路分流,每个器件的发热量就减少了。

3. 利用多相供电获得的核心电压信号也比两相的来得稳定。

一般多相供电的控 制芯片(PWM 芯片)总是优于两相供电的控制芯片,这样一来在很大程度上保证 了日后升级新处理器的时候的优势。

.完整的单相供电模块的相关知识该模块是由输入、输出和控制三部分组成。

输入部分由一个电感线圈和一个电容 组成;输出部分同样也由一个电感线圈和一个组成; 控制部分则由一个PW 控制 芯片和两个场效应管(MOS-FE )组成(如图1)。

0丁1艸 ------ 1 中国旭日电器輸入气分I::控制部分中国旭日电器符栋梁CPU 供电外,还要给其它设备的供电,如果做成 单相电路,需要采用大功率的管,发热量很大,成本也比较高。

所以各大主板厂商都采用多相供电回路。

多相供电是将多个单相电路XX 而成的,它可以提供N 倍的电流。

小知识 场效应管:是一种单极性的晶体管,最基本的作用是开关,控制电流,输出部分 i« IVcor^其应用比较广泛,可以放大、恒流,也可以用作可变电阻。

PWM^片:PWM 卩 Pulse Width Modulation (脉冲宽度调制),该芯 片是供电电路的主控芯片,其作用为提供脉宽调制,并发出脉冲信号,使得两个场效应管轮流导通。

图2主板上的电感线圈和场效应管 了解了以上知识后,我们就可以轻松判断主板的采用了几相供电了。

三.判断方法1. 一个电感线圈、两个场效应管和一个电容构成一相电路。

这是最标准的供电系统,很多人认为:判定供电回路的相数与电容的 个数无关。

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主电路1主电路原理电压型 PWM 变流器的直流侧接有大电容,在正常工作时,其电压基本保持不变,可看作电压源;电流型PWM 变流器的直流侧接有大电感,在正常工作时,其电流基本保持不变,可看作电流源;对于电压型PWM 变流器,为保持直流侧电压不变,需要对直流侧电压进行控制;同样对于电流型PWM 变流器也需要对直流侧的电流进行控制。

电流型PWM 与电压型PWM 变流器相比,不会因为主电路开关器件的直通而发生短路故障。

但是,电流型PWM 变流器直流侧大电感上始终有电流流过,该电流将在大电感的内阻上产生较大的损耗,因此目前较少使用。

2主电路原理图3主电路参数计算3.1直流侧电容电压的计算采用三相交流电源(380V ,50Hz )供电,则直流侧电压值可按下式计算:M U V m c 2 ,其中m U , 为供电相压幅值,M 为调压比,2c V为单个电容电压值。

如果满调制M=1,则V V c31122202==,此值式单个电容电压的最小值。

显然,系统要向电网注入有功和谐波电流时,直流侧的单个电容电压必须大于311V ,并在此基础上,并直流侧电压越大,补偿电流的跟随性能越好,即2c V 越大, 变化越快c i 。

所以考虑25%的裕量,则单个电容电压为;V V c38925.13112=*= , 所以直流侧电容电压 V V c 7782389=*=。

3.2直流侧电容容量的计算直流侧电容电压在允许的范围内当然越大越好,但电容过大会增加装置的成本。

直流侧电容的计算一般按照系统极限状态来计算。

如果在某一PWM 周期内电容始终处于充电或放电状态,直流侧电容电压的最大允许偏差值为maxmaxic c Ct U *∆=∆,则有m ax m axic c U t C *∆∆=C 为直流侧电容值, 取 1/4个工频周期;m ax ic *为流过电容的电流最大值。

m ax ic *的计算可根据并联侧变流器容量来计算,当变流器输出功率为设计容量是,其输出电流即为m ax ic *,我们取:s t V V U cc 005.0102%5.2max =∆*≈*=∆. 经计算,A ic 60m ax≈*,所以电容取30Mf/150V.3.3系统仿真在下面的系统仿真中,各参数取值如下: 电网相电压: Hz U s 50/220=; 直流侧电容:mf C C d d 3021==;直流侧电容参考电压: V U U cd cd 38921==; 输出电感:L=1.1mH; 输出电容:C=38mF;负载: 9.2=R Z ,mH Z L 5=,uF Z c 500=。

驱动电路1驱动电路原理在设计D-STATCOM驱动电路时选用的SCALE器件的型号为2SD106A,2SD106A的工作方为半桥方式。

驱动电路的原理框图如图1.1所示。

图1.1 驱动电路原理框图2SD106A具有两个驱动通道,因此在设计D-STATCOM的驱动电路时需三个2SD106A集成驱动器。

从DSP控制器输出的SPWM波可以直接作为驱动器的输入,SPWM波经驱动电路后直接驱动D-STATCOM主电路功率开关器件IGB T。

2驱动电路原理图2.1半桥模式的驱动和保护电路的原理图如图2.1所示。

图2.1 驱动电路原理图图2.1中带死区的PWM信号由控制芯片内部产生,MOD输入端接+15V,同时RC1和RC2接地,保证驱动处于直接模式。

InA和InB为两路PWM输入端,VL/Reset通过一个上拉电阻接+15V,并通过一个5.1V的稳压管IN4733接地,实验证明,当InA/B引脚直接输入3.3V逻辑电平时,只有VL/Reset 引脚稳定在合适电压时,驱动模块才能正常工作。

状态输出信号SO1和SO2独立工作,控制器可以检测到其错误状态,并进行相应处理。

由上述驱动电路生成两路带死区的PWM波形,此时示波器探头衰减10倍,容易看出2SD106AI输出的两路驱动信号的幅值为 15V,死区时间由微控制器产生,软件设计为6 s。

根据上述驱动电路设计,用器2SD106AI模块来驱动IGBT,需要注意的是驱动电路应尽可能靠近IGBT安装,同时IGBT与驱动电路应采用双绞线连接,参考电阻、参考电位必须尽可能地接近IGBT模块的E端。

2.2 应用2SD106AI设计驱动电路时应注意的问题(1)2SD106AI工作电源及印刷电路板(PCB)设计要求2SD106AI有两路相互隔离的电源供电,即VDD和VDC。

这两路电源一路为逻辑驱动接口电路使用,另一路为模块内部DC/DC开关电源使用。

因此在设计2SD106AI的供电电源时要充分考虑到这一点,为了使2SD106AI正常工作,应设计两路单独使用的供电电源。

在设计驱动电路的过程中,PCB 板的布局与走线也是值得注意和重视的问题。

当模块的外围电路及参数设计好后,决定所设计的驱动电路能否应用和驱动电路的驱动性能的就是PCB 板的设计了。

由于2SD106AI 模块的输入部分属于弱电部分,而输出部分直接与电力电子器件连接(强电部分),所以在制作PCB 时要注意弱电、强电之间布线的隔离问题以及强电之间的表面趴电距离。

可以采取弱电和强电部分分区布线的办法。

另外,当PCB 板制作好后,要进行强电部分的表面趴电距离测试,以确保驱动电路的安全运行。

此外,为了防止干扰,提高驱动信号的可靠性,从驱动板到IGBT 模块的距离应尽可能的短。

(2)上电复位电路为了使2SD106AI 上电时能正常工作,即在上电工作时,使使能端InB 信号为高电平,2SD106AI 的上电复位电路比不可少。

在使用中如果直接将2SD106AI 的状态输出信作为使能信号,则在上电工作时,由于上电后的错误信息总是保存在驱动模块的错误寄存器中,因此状态输出信号为低电平。

这样导致的结果是电路刚上电开始工作时,使能端信号为低电平,电路会出现“死锁”现象,不能工作。

为了解决上述“死锁”现象,设计了如图2.2所示的上电复位电路图2.2 2SD106AI 上电复位电路电路中S 为故障复位按钮,它的作用是当电路排除故障后,按下S ,将B 点电平拉低,4093(2)输出变为高电平,电路又能正常工作。

按钮弹起后,对整个复位电路没有影响。

上电复位电路的主要功能是,既要使电路在上电V CCS的瞬间能正常工作,又要使电路上电工作后2SD106AI 的使能信号受状态输出信号的控制,而不再受上电复位电路的影响。

其基本工作原理是:在上电瞬间,A 、B 两点均为低电平,4093(2)被封锁,此时不管状态输出信号是高电平还是低电平,使能端信号始终为高电平,实现了2SD106AI 的正常上电工作。

之后,电源电压CC V 通过CW 、1R 、2R 对电容2C 、1C 充电,随着A 、B 两点信号电位的逐渐上升,当A 、B 两点中的任意一点电位达到4093的门槛电平时,4093(1)的输出发生翻转。

3驱动电路参数计算逻辑电平、死区时间和Rth 的确定驱动电路的逻辑电平定义为TTL 逻辑电平,所以在2SD106AI 的VL 端接了4.7V 的稳压二极管。

死区时间t t off on t +>,根据所选IGBT 的参数知:ns t 550300250=+> (3.1)由SCALE 集成驱动器手册死区时间与RC 网络的关系表取死区时间为s μ11.,对应的RC 网络值为:ΩK R 15=,PF C 120=。

由于所选IGBT 的V U sat CE 5.2)(=,所以:Ω===K uA Vth Rth 251505.2150缓冲电路1缓冲电路的工作原理逆变电路中的功率开关器件在突然关断的时刻,分布在电路中的杂散电感会在功率器件上产生瞬时过电压,它的幅值与杂散电感量、电流下降率成正比。

图3.10给出了IGBT的安全工作区、有缓冲电路和没有缓冲电路的工作曲线。

当逆变电路的直流侧布线不合理或者工作电流较大时,关断尖峰电压会超过功率器件的额定电压,造成器件损坏。

即使关断尖峰电压没有超过功率器件的额定电压,它也会增大器件的关断损耗,缩短器件使用寿命。

图3.10 IGBT的安全工作区、有缓冲电路和没有缓冲电路的工作曲线抑制关断尖峰电压的缓冲电路主要有四种类型(如图3.11),A型、B型结构简单、成本低,但抑制尖峰电压能力不强,主要用于中小功率逆变电路中。

C 型、D型能有效抑制高的尖峰电压,但结构复杂、成本高。

此外,D型还存在功耗大,不宜用于高频的逆变电路的缺点。

C型缓冲电路也称为钳位式RCD缓冲电路。

A 型B型C型D型图3.11 四种类型缓冲电路结构图图3.12为采用钳位式RCD缓冲电路的一个典型的关断电压波形。

图3.12 带缓冲电路IGBT的典型关断波形图3.13为钳位式RCD缓冲电路工作原理图。

图中L S为缓冲电路的等效电感,C S为缓冲电容,D S为缓冲二极管,R S为缓冲电阻。

钳位式RCD缓冲电路在IGBT导通期间,电容被冲至直流侧电压CU。

当IGBT关断时,逆变器直流环路分布的杂散电感使其集电极、发射极上的电压V CE迅速上升超过缓冲电容上的电压,缓冲二极管正向偏置,缓冲电路开始工作,缓冲电容吸收杂散电感上的能量,减小V CE上升的幅值。

第一个尖峰电压是由缓冲电路的杂散电感和缓冲二极管的前向导通引起的,可以采用无感元件和快速二极管减小峰值电压。

第一个尖峰电压过后,缓冲电容开始充电,V CE再次上升,关断过程结束时,缓冲电容上的电压上升到第二个峰值,然后电容通过缓冲电阻开始放电,电压回到CU,为下次关断做准备。

2缓冲电路原理图+ -CsDsRs L BL SZ Li LiCUV CE图3.13 缓冲电路工作原理图3缓冲电路的参数计算根据上述分析可以近似得到下式⎪⎩⎪⎨⎧⋅-=⋅+=⎰dtt di L U t V dtt i C U t V B C CE ToffC CE /)()()(/1)(0 (3.1)式中C 为缓冲电容值,T off 为关断时间。

根据上式可以求得)cos(.)(0C tt i L I B =(3.2)式中I 0为关断时刻流过IGBT 的电流。

将式(3.2)求导代入式(3.1)得)/sin(/)(C L t C L I U t V B B o C CE ⋅⋅+=(3.3)当2//π=C L t B 时,V CE 取最大值V CM :CL I U V B O C CM /⋅+=(3.4)。

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