作用),调节开关管持续导通与关断,从而提高输出端电压。
图10 调制原理图
图11工作波形
(1)脉冲产生电路
工作原理:当接通电源以后,因为电容上的初始电压为零,所以输出为高电平,并开始经电阻 R1 向电容C1充电。当充到输入电压为触发器的正门限电压时,输出跳变为低电平,电容又经电阻 R2 开始放电。当放电至触发器的负门限电压时,输出电位又跳变为高电平,电容 C1 重新开始充电。如此周而复始,电路不停的振荡。通过调节电阻,电容的值可以改变振荡周期。同时可以改变 R1 和R2的比值来改变占空比。电路如下所示:
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图12 电路图
图13 波形图
(2)放大驱动电路
采用达林顿管进行放大。 (3)信号隔离
采用光耦 TLP5211进行电器隔离。 5.保护电路的设计 (1)过电压保护
所谓过电压保护,即指流过IGBT两端的电压值超过IGBT在正常工作时所能承受的最大峰值电压Um都称为过电压。产生过电压的原因一般由静电感应、雷击或突然切断电感回路电流时电磁感应所引起。其中,对雷击产生的过电压,需在变压器的初级侧接上避雷器,以保护变压器本身的安全;而对突然切断电感回路电流时电磁感应所引起的过电压,一般发生在交流侧、直流侧和器件上,因而,下面介绍直流斩波电路主电路的过电压保护方法。 电路如下图14所示:
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图 14 保护电路 (2)过电流保护
所谓过电流保护,即指流过IGBT的电压值超过IGBT在正常工作时所能承受的最大峰值Im都称为过电流。这里采用图15所示的电路
图15 过电流保护
(3).IGBT的保护 a. 静电保护
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IGBT的输入级为MOSFET,所以IGBT也存在静电击穿的问题。防静电保护极为必要。在静电较强的场合,MOSFET容易静电击穿,造成栅源短路。采用以下方法进行保护:应存放在防静电包装袋、导电材料包装袋或金属容器中。取用器件时,应拿器件管壳,而不要拿引线。工作台和烙铁都必须良好接地,焊接时电烙铁功率应不超过25W,最好使用12V~24V的低电压烙铁,且前端作为接地点,先焊栅极,后焊漏极与源极。在测试MOSFET时,测量仪器和工作台都必须良好接地,MOSFET的三个电极未全部接入测试仪器或电路前,不要施加电压,改换测试范围时,电压和电流都必须先恢复到零。 b.过电流保护
IGBT过电流可采用集射极电压状态识别保护方法,电路如图16所示:
图 16 集射极电压状态识别保护电路
C..短路保护
图 17 短路保护电路
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(4).缓冲电路
缓冲电路(吸收电路)的作用主要是抑制器件的内因过电压、du/dt、过电流和di/dt,减小器件的开关损耗。这里采用由R LC组成的电路来吸收电压、电流,如图18:
图18 缓冲电路
6、MATLAB仿真 6.1 MATLAB仿真简介
MATLAB 是美国MathWorks公司出品的商业数学软件,用于算法开发、数据可视化、数据分析以及数值计算的高级技术计算语言和交互式环境,主要包括MATLAB和Simulink两大部分。MATLAB的优势如下: (1) 友好的工作平台和编程环境; (2)简单易用的程序语言;
(3) 强大的科学计算机数据处理能力; (4) 出色的图形处理功能; (5) 应用广泛的模块集合工具箱; (6) 实用的程序接口和发布平台; (7) 应用软件开发(包括用户界面)。
6.2 主电路的仿真
1.按原理图在MATLAB中搭建模块,搭建好的模型图如下:
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