逆变
单相逆变
- 需要4个NMOS或者IGBT控制
- 正弦脉宽调制SPWM,在输出加电感电容滤波,电感电容值需要足够大(6mH 20uF)
- 在mos桥驱动中,用PNP三极管挂在MOS的GS上,作用是用三极管形成放电回路,否则GS电容的电过二极管往驱动芯片内部下管释放
- 在PCB布线时要注意让MOS开关部分的高频回流面积最小;功率地需要单点接地,高频开关环流路径不要铺地,以减小地干扰
- 反馈到单片机的信号需要隔离(电流电压互感器),低通或带通滤波
- 先直流升压再逆变的效率比先逆变再工频变压器升压的效率高很多
三相逆变
- 需要6个NMOS或者IGBT控制
- 负载有星形负载和三角形负载
- 三相桥式逆变器可控器件导通顺序
驱动系统
高铁
- 接触网上传输高压交流电(25kV),通过变压器降压和四象限整流器转换成直流电,在经过逆变器降至六点转换成可调压调频的交流电,输入三相异步、同步牵引电动机,通过传动系统带动车轮运行
- 牵引变电所输入220kV三相交流电,通过三相变压器,低侧输出25kV三相交流电,一相往前方接触网,一相往后方接触网,另一项接铁轨
- 高铁趋势:整流 -> 图腾柱PFC(无桥PFC);IPM(IGBT) -> SIC mostet(6个IGBT封装在一起);三相异步电动机 -> 永磁同步电动机(省电30%)
- MOS管、IGBT、BJT的区别
PFC功率因数校正
什么是PFC
PFC的英文全称为”Power Factor Correction” ,意思是“功率因数校正”,功率因数指的是有效功率与总耗电量(视在功率)之间的关系,也就是有效功率除以总耗电量(视在功率)的比值。基本上功率因数可以衡量电力被有效利用的程度,当功率因数值越大,代表其电力利用率越高。功率因数是用来衡量用电设备用电效率的参数,低功率因数代表低电力效能。为了提高用电设备功率因数的技术就称为功率因数校正。(大于70瓦就必须使用功率因数校正PFC)
被动式PFC
被动式PFC一般分“电感补偿式”和“填谷电路式(Valley Fill Circuit)”
“电感补偿式”是使交流输入的基波电流与电压之间相位差减小来提高功率因数,“电感补偿式”包括静音式和非静音式。“电感补偿式”的功率因数只能达到0.7~0.8,它一般在高压滤波电容附近。
“填谷电路式”属于一种新型无源功率因数校正电路,其特点是利用整流桥后面的填谷电路来大幅度增加整流管的导通角,通过填平谷点,使输入电流从尖峰脉冲变为接近于正弦波的波形,将功率因数提高到0.9左右,显著降低总谐波失真。与传统的电感式无源功率因数校正电路相比,其优点是电路简单,功率因数补偿效果显著,并且在输入电路中不需要使用体积大重量沉的大电感器。
主动式PFC
主动式PFC则由电感电容及电子元器件组成,体积小、通过专用IC去调整电流的波形,对电流电压间的相位差进行补偿。主动式PFC可以达到较高的功率因数──通常可达98%以上,但成本也相对较高。此外,主动式PFC还可用作辅助电源,因此在使用主动式PFC电路中,往往不需要待机变压器,而且主动式PFC输出直流电压的纹波很小,这种电源不必采用很大容量的滤波电容。