電源適配器功率變換部分

本電源適配器電路功率變換部分采用1GBT模塊組成半橋式電路,如圖?此部分是電源適配器的核心,其性能的好壞直接影響整個(gè)電源的性能與可靠性?

電源適配器功率變換部分電路圖

  (1)電源適配器主電路

  經(jīng)過(guò)三相全波整流后約560V直流電壓經(jīng)輸入濾波電容C2?C3分壓,它們各承受約280V電壓?當(dāng)VT的門極電壓Uc達(dá)到一定電平值時(shí),VT1導(dǎo)通,電容器C2經(jīng)過(guò)VT1的漏極源極,變壓器T的初級(jí)繞組放電,給次級(jí)傳遞能量?當(dāng)VT1截止時(shí),VT2的門極電壓Uc也達(dá)到一定的電平值,使VT2由截止轉(zhuǎn)為導(dǎo)通,電容器C3經(jīng)T的初級(jí)繞組及VT2的漏極一源極放電,給次級(jí)傳遞能量?為了避免VT1與VT2同時(shí)導(dǎo)通造成直通故障而損壞VT1和VT2,必須要保證VT1和VT2的門極驅(qū)動(dòng)電壓有一個(gè)共同截止的時(shí)間,稱為控制脈沖的“死區(qū)”時(shí)間,要求“死區(qū)”時(shí)間必須大于VT1和VT2的最長(zhǎng)導(dǎo)通飽和延遲時(shí)間

  (2)電源適配器RC緩沖電路

  如圖8-14所示,以VT1為例,當(dāng)VT1截止時(shí),電容器C4通過(guò)R4充電,當(dāng)VT1導(dǎo)通時(shí),電容器C4經(jīng)R4放電,盡管RC緩沖電路消耗了一定量的功率,但卻減輕了開(kāi)關(guān)管關(guān)斷瞬間的電壓應(yīng)力?

  RC電路必須要保證以下兩點(diǎn):一是在開(kāi)關(guān)管截止期間,必須能使電容器充電到接近UDs電壓;二是在開(kāi)關(guān)管導(dǎo)通期間,必須使電容器上的電荷經(jīng)過(guò)電阻全部放掉

  (3)電源適配器門極抗干擾鉗位保護(hù)電路

  如圖8-14所示,并聯(lián)在IGBT門極與發(fā)射極之間的穩(wěn)壓管,極性相反,串聯(lián)在一起使用,其目的是把門極正向電壓限制在20V以內(nèi),負(fù)偏壓限制在15V以內(nèi)?這樣,把加在門極的電壓鉗位到預(yù)定電平,從而有效地消除了干擾在驅(qū)動(dòng)電路中產(chǎn)生的尖峰電壓信號(hào)對(duì)IGBT的潛在危害?

設(shè)計(jì)12V電源適配器驅(qū)動(dòng)電路的一些注意事項(xiàng)如下：
1）連線長(zhǎng)度應(yīng)盡量減少與IGBT模塊各管腳的連線長(zhǎng)度，尤其是門極引線的長(zhǎng)度。如果實(shí)在無(wú)法減少其長(zhǎng)度，可以用小磁環(huán)或一個(gè)小電阻與門極串聯(lián)。這兩個(gè)元件應(yīng)盡量靠近模塊門極，它們可以消除寄生震蕩。
2）精心布局器件盡量作到完全對(duì)稱，連線盡量同長(zhǎng)度并且盡量減短加粗，盡可能用多股絞線。
3）泄放電阻在IGBT的門極與源極之間，應(yīng)加11kΩ的泄放電阻。
4）正偏電壓UGS的影響當(dāng)UGS增加時(shí)，開(kāi)通時(shí)間縮短，因而開(kāi)通損耗減少，UGS的增加雖然對(duì)減小通態(tài)電壓和開(kāi)通損耗有利，但是UGS不能隨意增加，當(dāng)增加到一定程度后，對(duì)IGBT的負(fù)載短路能力以及dv/dt有不利影響，本電路采用UGS=15V。
5）負(fù)偏電壓－UGS的影響負(fù)偏電壓是很重要的門極驅(qū)動(dòng)條件，它直接影響IGBT的可靠運(yùn)行。過(guò)高的dv/dt會(huì)產(chǎn)生較大的位移電流，使門極源極之間的電壓上升，并超過(guò)IGBT的門極閾值電壓，于是產(chǎn)生一個(gè)較大的漏極脈沖浪涌電流，過(guò)大的漏極浪涌電流會(huì)使IGBT發(fā)生不可控的擎住現(xiàn)象，為了避免IGBT發(fā)生這種誤觸發(fā)，可在門極加反向偏置電壓，本電路加－UGS=－12V電源適配器。
6）門極電阻的影響門極電阻選用的原則為，在開(kāi)關(guān)損耗不大的情況下，應(yīng)選用較大的門極電阻，但當(dāng)門極電阻增加時(shí)，IGBT的開(kāi)通與關(guān)斷時(shí)間增加，進(jìn)而使每脈沖的開(kāi)通能耗EON和關(guān)斷能耗EOFF也增加，所以綜合考慮電源適配器電路采用51Ω。