您的位置 首页 新品

根据双改换不间断电源的全桥IGBT解说

科技的飞速发展为人们的生活带来了便利,各种各样的电源开始充斥着人们的生活。其中不间断电源被大量使用在信息和数据保护设备上,不间断电源的发展很大程度上是依赖于IGBT、PowerMOSFET等电力电子器

  科技的飞速开展为人们的日子带来了便当,各式各样的电源开端充满着人们的日子。其间不间断电被很多运用在信息和数据维护设备上,不间断电源的开展很大程度上是依靠于IGBT、Power MOSFET等电力电子器材的。UPS具有较多的电路拓扑结构,在这些电路傍边,带输出变压器的双改换电路结构的使用是最为广泛的。从被研制至今,这种电路结构简直没有经过多少改造,而是仅仅在控制电路和用户界面做了改善。这就从旁边面说明晰这种电路结构的经典性。

  但即便是经典,也在近几年的科技冲击下逐步显示出下风,相较于大热的高频链双改换UPS,传统的双改换电路结构的缺陷现已逐步露出出来,可是依靠其老练的技能,简直工业化的规范模块式结构和很高的可靠性,使它在商场具有的比例并没有减小,并且产值越来越大,迫使各大UPS厂商寻觅新的技能,以进步功率,下降本钱。特别功率的进步,能有用地减小散热器尺度,削减后备电池容量,减小充电器功率,显着减小整机体积重量。假如10KVA UPS的8小时机型,进步2%的整机功率,可以削减运用恰当12V 6.5AH电池20多节。

  典型的双改换UPS

  

  图1,带输出变压器的双改换UPS

  如图1所示,是一个典型的双改换UPS,输入沟通电经过由D1~D4构成的全桥整流电路,整流得到220V~330V的直流母线电压,电池电压规模为160V~220V,经过阻隔二极管D5送给直流母线,供逆变器,所以逆变器的输入电压规模为160~330V。为了输出220V的安稳沟通电压,必定需求升压阻隔式逆变变压器T1并选用SPWM调制技能。

  因为运用IGBT,逆变器一定会选用SPWM技能,且尽量进步调制频率来减小输出谐波重量,可是因为考虑IGBT的开关损耗,合理的调制频率在8~10kH*********。假如直接选用全桥式单极性调制办法,逆变变压器有8~10kH*********的谐波重量,会有显着的可闻运转噪声,假如进一步进步调制频率到20kH*********可消除可闻运转噪声,在现在技能条件下,不管选用何种芯片技能的IGBT,都会显着添加开关损耗,整机功率下降,这是不可取的。

  现有的倍频式PWM调制技能就能很好的处理这一问题,只需选用两个反向的三角波,别离调制Q1和Q4,Q2和Q3,就能使输出的调制频率翻倍。这样一来就能确保IGBT 作业在最理想的状况,一同满意整机规划要求。

  实例解说

  

  图2

  为了简化评论,这儿评论一个半桥臂的作业情况,参阅图1。咱们剖析当逆变器Q1封闭时的电压电流波形,见图2。因为负载电感的电流不能骤变,持续流过Q2,下部IGBT的中续流二极管。其电流改动速率di/dt在寄生电感上会发生一个压降ΔV=-Lσ×di/dt,它叠加在直流母线上,可以看作在关断Q1的电压尖峰,这个尖峰电压会损坏Q1。

  在常见的选用半桥IGBT模块并用并行直流母线衔接的UPS规划,为了维护IGBT,使其作业在安全作业区RBSOA内,一般需求选用杂乱的吸峰电路。本钱高,且要耗费不少能量,有一典型的用于10kVA UPS逆变回路吸峰电路,需求80×80电扇冷却,这是UPS逆变电路亟待改善的当地。

  发生ΔV原因可以从下式可以看出:ΔV=-Lσ×di/dt,其与IGBT电流下降速率和回路的电感成正比。要减小尖峰电压,可以减小电流下降速率,便是一般说的关断比较软,可是会添加损耗;另一办法是减小电感,这个电感便是寄生电感。

  从原理上说寄生电感与回路围住的面积有关,在规划中,应该选用恰当的低电感器材,并且器材布局尽量紧凑。那么如安在UPS规划中减小寄生电感,废弃耗能的吸峰电路,下降本钱,这是UPS规划者关怀的问题。

  现在UPS逆变器的功率管选用的是IGBT半桥功率模块,如EUPEC的BSM200GB60DLC。这些IGBT都选用了双极型三极管模块的封装。其体积大,本钱高,自身的寄生电感也大。

  在IGBT发明时,在第一代IGBT开关速度不太快的前提下,厂商选用双极型三极管模块的封装世界工业规范,可以使得用户在不改动整机结构的情况下,便利替代双极型三极管模块,其不失为一个很好的挑选。

  结果是UPS厂商的逆变功率模块也一直按双极型三极管的半桥模块规划,这样一来引入比模块自身更大的寄生电感。寄生电感会在IGBT关断的过程中构成很大的尖峰电压。特别当今IGBT的开关速度已很高了。

  那么如何来减小寄生电感是一个IGBT使用关键技能,最有用的办法是把并行母线改为叠层母线,减小回路围住的面积。关于并行母线,其母线宽度与母线间隔之比a/b>1,其寄生电感Lσ>300nH,而叠层母线很简单做到a/b<0.01,这样寄生电感Lσ仅为20~30nH,考虑其它要素,寄生电感Lσ实践可以控制在100nH以下。

  封装的改善

  为了使这一技能实用化,EUPEC公司在1994年拟定了一种IGBT世界工业规范化的封装,即Econo,它是第一个IGBT的封装。Econo有两种封装尺度,即Econo2和Econo3,见(图3)。现有的主要产品是用于逆变器三相全桥模块。最近EUPEC推出单相全桥模块 Econo FourPACK ,其600V系列是专为UPS规划的,包含以下几种常用类型,见表1:

  

  表1

  Econo FourPACK系列模块由四个IGBT和四个反向续流二极管构成,它还包含温度检测 NTC,可用于超载、过温维护等。对称的芯片散布,合理的管脚规划使得模块内部和功率组件规划寄生电感最小;引出脚按能量流向散布,母线规划,控制线规划更简单。一切引出脚选用可焊接针,这样便于规划双面覆铜板叠层直流母线,它有很小的寄生电感,假如与EconoBRIDGE 整流模块一同构成体系规划更便利,更能表现优秀的功能。

  定论

  本篇文章主要对双改换UPS不间断电源的全桥IGBT进行了全方位的介绍,这种规划可以在十分多的规划前提下对UPS不间断电源进行功能的全体进步,然后起到显着下降本钱的效果。期望我们在阅读过本篇文章之后,能对这种全桥IGBT有进一步的知道和了解。

声明:本文内容来自网络转载或用户投稿,文章版权归原作者和原出处所有。文中观点,不代表本站立场。若有侵权请联系本站删除(kf@86ic.com)https://www.86ic.net/xinpin/246942.html

为您推荐

联系我们

联系我们

在线咨询: QQ交谈

邮箱: kf@86ic.com

关注微信
微信扫一扫关注我们

微信扫一扫关注我们

返回顶部