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(多图)变频电源设计:整流、驱动、逆变、滤波模块详述

张兵?? 黄细霞?? 王飞?? 上海海事大学航运技术与控制工程交通行业重点实验室 现代电子技术?? 2015年05月07日 ?? 收藏3
变频电源自从问世以来在世界各国都倍受关注。它可以根据客户的不同要求通过交直交的变换技术,将给定的交流电转换成频率和电压在一定范围内可调的交流电,而且其谐波含量很少。因此,它的开发与应用发展前景十分诱人。

功率器件的性能指标决定变频电源的发展。20世纪60 年代,GTO 的问世实现了门极可关断功能。70 年代中期,功率金属氧化物场效应管和高功率晶体管的问世,实现了场控功能,至此打开了高频的大门。到80年代,一种兼具MOSFET和GTR 二者优点的IGBT电力器件出现,其栅极采用电压控制,驱动功率小;工作频率高,开关损耗小;没有二次击穿,是目前功率电力电子装置中的主流器件。当代,随着不断革新的功率器件的出现,美日欧等大规模集成脉宽调制电路、零电压、零电流变换的拓扑电路和DSP、ARM 等智能处理器的广泛应用,使得电源逐渐朝着小型化、集成化、智能化方向发展。国内变频电源产业发展虽只有十几到二十年的历史,但业绩甚佳,也在开关频率方面达到了前所未有的地步,一定程度上降低了原材料的消耗,使装置小型化,加快了系统的动态响应速度,提高了电源的效率。

本文搭建了一个基于DSP的变频电源的实验装置,下面将详细介绍变频电源整流、驱动、逆变和滤波等各个模块的原理图设计。

1 硬件电路设计

变频电源结构框图如图1 所示。本文中变频电源输入频率为市电频率50 Hz,输出频率为60 Hz。由图1可以看出,整个变频电源的硬件部分由整流模块、逆变模块、隔离驱动模块和滤波模块组成。

图1 变频电源结构框图
图1 变频电源结构框图

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变频电源? DSP? SPWM?

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