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IGBT模塊_IPM主電路設計關鍵技術

逆變式主電路有單端正激、

雙單端500彩票注册链接、

半橋、

全橋

等形式

逆變式主電路有單端正激、

雙單端、

半橋、

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隨著半導體器件的發展500彩票注册链接,IGBT越來越多的被應用到交流傳動技術中。本文主要分析了IGBT模塊/IPM構成的交流傳動逆變器的主電路原理、逆變電路結構及緩沖保護電路結構,并對主電路的安裝布局以及電壓電流參數的選取做出了說明。文章來源:http://www.shanghaidialect.com/il/163.html
IPM/IGBT模塊逆變式主電路有單端正激、雙單端、半橋500彩票注册链接、單相全橋500彩票注册链接、三相全橋等形式。三相全橋拓撲電路如下圖:
三相全橋拓撲電路
逆變電路主要負責電能轉化,即將輸入的直流電能轉化為電機負載可用的三相交流電能500彩票注册链接,為電機提供能源500彩票注册链接。上所示為逆變電路原理圖500彩票注册链接,這個逆變電路由6個 絕緣柵雙極晶體管T1~T6及續流二極管D1~D6組成。通過控制IGBT管T1~T6的通關斷將輸入的直流電源逆變成頻率可調的矩形波交流電輸出到三相電機500彩票注册链接。其續流二極管D1~D6的作用是當T1~T6由導通變為截止時500彩票注册链接,為儲存在電動機線圈中的電能提供釋放通道;當電動機制動時,為再生電流提供回流到直 流電源的通道500彩票注册链接。

主電路直流母線采用形式:
10~100A:PCB板
150~300A:匯流排
400A~1000A:疊層母線(下圖)
疊層母線
應用于交-直-交 型變頻器主電路直流電路的一種直流母線結構,其特征是用薄銅板制作的銅排P與銅排N及電解電容連接銅排M緊貼500彩票注册链接,中間用絕緣紙絕緣并用塑料卡子鎖緊固定,在順電解電容排列方向有特定的限流槽,其結構特點是能有效降低電路中的寄生電感,降低了du/dt,改善了整個電路主回路的電氣性能。
吸收電路設計:
由于電路中分布電感的存在,加之IGBT開關速度較高500彩票注册链接,當IGBT關斷時及與之并接的反向恢復二極管逆相恢復時500彩票注册链接,會產生很大的浪涌電壓Ldi/dt500彩票注册链接,從而 威脅IGBT的安全。因此必須采取措施抑制浪涌電壓500彩票注册链接,保護IGBT不被損壞500彩票注册链接500彩票注册链接?梢圆捎眉友b保護吸收電路的辦法來抑制浪涌電壓。其原理圖如下圖所示500彩票注册链接,該保護 吸收電路有良好的抑制效果500彩票注册链接,具有保護吸收中發生損耗小的優點。
吸收電路設計
IGBT吸收保護電路
1. 保護電路原理分析:
以開關管T1關斷時刻為起點來分析吸收電路的工作原理500彩票注册链接,其工作過程可分為:線性化換流、母線寄生電感Lp諧振能量和吸收電容Cs放點共3個階段500彩票注册链接500彩票注册链接。
線性化換流階段從開關管T1接收關斷信號開始到開關管T1全截止結束。流過母線寄生電感Lp的母線電流經T1和吸收電路2條支路分流500彩票注册链接。
在線性化換流階段結束后,開關管T1完全截止。此時500彩票注册链接,主回路寄生電感Lp與吸收電容Cs產生諧振500彩票注册链接,Lp中儲存的能量向Cs轉移。當吸收電容上電壓達到最大值,即諧振峰值時,諧振電流i為零,吸收電路二極管D2截止,箝位電壓防止有振蕩。
在第二階段結束之后,吸收電容Cs上過沖能量通過吸收電阻R、電源和負載放電。在放電過程中,近似認為負載是恒流源。
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