基于MATLAB的三相桥式PWM逆变电路 - 图文(4)

2019-01-26 17:57

带滤波,为50?Hz,三正弦波源电压幅值0.8V时逆变波形图

图2-18 带滤波的电流c,电压Uab,UaN图

i 加LC滤波装置后发现输出电流ic,电压Uab,UaN为标准正弦波.通过调节信

调节信号波波的fo,

uo影响SPWM的频率和脉宽改变IGBT导通时间,从而可

改变输出电压电流频率幅值。

五、硬件实验

1. IGBT选择

逆变器允许输出峰值电流为

Im=3Iom=3*5.5A=16.5A (4-1) 所以开关管的电流定额可以选为600V。我们可以选30A,600V,TO-247封装的IGBT管,如三星公司的SGH30N60VFD、IR公司的IRGPC50KD2、HARRIS公司的HGTG27N60C3DR、IXYS公司的IXSH30N60AVI等

[5][6]。

15

2. IGBT驱动保护电路选择

本设计采用日本富士公司的EXB841(日本富士公司的EXB系列混合集成电路是生产的IGBT专用驱动芯片)高速集成芯片去驱动。它本身具有驱动电流放大能力,同时具有使控制电路和IGBT所在主电路间实现电流隔离的功能,还具有过电流保护功能

[7]。

驱动芯片EXB841的控制原理

EXB841的驱动主要有三个工作过程:正常开通过程、正常关断过程和过流保护动作过程。14和15两脚间外加PWM控制信号,当触发脉冲信号施加于14和15引脚时,在GE两端产生约16V的IGBT开通电压;当触发控制脉冲撤销时,在GE两端产生-5.1V的IGBT关断电压。过流保护动作过程是根据IGBT的CE极间电压Uce的大小判定是否过流而进行保护的,Uce由二极管Vd7检测。当IGBT开通时,若发生负载短路等发生大电流的故障,Uce会上升很多,使得Vd7截止,EXB841的6脚“悬空”,B点和C点电位开始由约6V上升,当上升至13V时,Vz1被击穿,V3导通,C4通过R7和V3放电,E点的电压逐渐下降,V6导通,从而使IGBT的GE间电压Uce下降,实现软关断,完成EXB841对IGBT的保护。射极电位为-5.1V,由EXB841内部的稳压二极管Vz2决定。 其典型接线图如下:

图2-19 M57962L型IGBT驱动器的原理与接线图

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Protel仿真图如下

图2-20 单个IGBT驱动保护电路原理图和控制及其驱动电路PCB

图2-21 单个IGBT驱动保护电路原理图

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3. 硬件实现

利用PROTEL DXP做得自动布线图如下

图2-22 PROTEL DXP自动布线图

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六、实验总结

这次课程设计历时二个星期多左右,通过这两个星期的学习,发现了自己的很多不足,自己知识的很多漏洞,看到了自己的实践经验还是比较缺乏,理论联系实际的能力还急需提高。课程设计是培养学生综合运用所学知识,发现,提出,分析和解决实际问题锻炼实践能力的重要环节,是对学生实际工作能力的具体训练和考察过程.随着科学技术发展的日新日异,电子技术已经成为当今世界空前活跃的领域,在生活中可以说得是无处不在。因此作为二十一世纪的大学来说掌

握电子的开发技术是十分重要的。

回顾此次电力电子技术课程设计,至今我们仍感慨颇多,的确,从选题到定稿,从理论到实践,在整整一星期的日子里,可以说得是苦多于甜,但是可以学到很多很多的的东西,同时不仅可以巩固了以前所学过的知识,而且学到了很多在书本上所没有学到过的知识。在设计的过程中遇到问题,可以说得是困难重重,这毕竟第一次做的,难免会遇到过各种各样的问题,比如有时候被一些小的,细的问题挡住前进的步伐,让我们总是为了解决一个小问题而花费很长的时间。最后还要查阅其他的书籍才能找出解决的办法。自己看起来多完美的设计在实践下就漏洞百出了。并且我在做设计的过程中发现有很多东西,也知道自己的很多不足之处,知道自己对以前所学过的知识理解得不够深刻,掌握得不够牢固.以前认为学了没用的课程现在也用到了。比如《电工基础》、《电力电子器件》、《开关电源技术》等课程,看起来不是很有用的东西现在去都集中在一块儿了。 所谓“态度决定一切”,于是偶然又必然地收获了诸多,概而言之,大约以下几点:

温故而知新。课程设计开始的时候思绪全无,举步维艰,对于理论知识学习不够扎实的我们深感“书到用时方恨少”,于是想起圣人之言“温故而知新”,便重拾教材与实验手册,对知识系统而全面进行了梳理,遇到难处先是苦思冥想再向同学请教,终于熟练掌握了基本理论知识,而且领悟诸多平时学习难以理解掌握的较难知识,学会了如何思考的思维方式,找到了设计的灵感。

思路即出路。当初没有思路,诚如举步维艰,茫茫大地,不见道路。在对理论知识梳理掌握之后,茅塞顿开

实践出真知。到今天,课程设计基本告成,才切身领悟“实践是检验真理的唯一标准”学海无涯,学无止境。尽管课程设计是在本学期开始,我们的教材学习完毕,掌握许多知识,但是还有很多地方理解领悟不到位,由于SPWM控制信号的产生比较复杂,我们查阅很多资料,尝试过用不同方法设计产生,比如分立元件,集成芯片,最终选择了用SG3524集成芯片,电路接线虽很复杂,但其能实现的功能很强大,以后还需进一步学习运用。最后我们还尝试用PROTEL DXP设计画出部分的实际电路板图,要考虑更多的问题提出了更高要求。 这次课程设计终于顺利完成了,在设计中遇到了很多问题,最后在努力下终于迎刃而解。同时发现了还有很多工具及理论以后亟待学习。它培养了我们严谨科学 的思维,通过它架起理论与实践桥梁。

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