逆变电路(Inverter Circuit)是与整流电路(Rectifier)相对应,把直流电变成交流电称为逆变。逆变电路可用于构成各种交流电源,在工业中得到广泛应用。
为了提高所设计的激励电源输出功率和工作频率,逆变电路采用全桥逆的方式,相对于单管和半桥逆变电路,全桥逆变的输出功率更高、开关损耗更小、可接纳的控制方式更多。
全桥逆变电路如下图所示:
设计全桥电路的三个要点:
1.MOS/IGBT的栅极引脚部分的电路:
简单来说就是驱动全桥电路就是驱动信号驱动MOS/IGBT的栅极,但是驱动信号直接送到栅极上是不可以的,因为MOS/IGBT栅极结构原因,存在电容,如果驱动信号不辅助栅极部分的硬件电路会使MOS/IGBT一直导通,造成全桥电路中的四个管全部导通,结果可想而知。
解决方案比如下图所示:
2.MOS/IGBT的保护电路:
MOS/IGBT管具有较脆弱的承受短时过载能力,所以在应用时必须为其设计合理的保护电路来提高器件的可靠性。常见的保护电路有很多种,比如RC保护电路或者RCD保护电路。
本次设计采用的是RCD 缓冲吸收电路和MOS管构成全桥逆变电路,将直流高压电转换为交流激励信号。
3. 全桥电路的器件选型问题:
全桥电路中每一个器件的选型都尤为重要,可能哪一个器件的承受值不满足可能会造成整个全桥电路瘫痪。比如MOS管的选型,在计算最大工作频率时要关注MOS管的上升和下降时间,以及保护电路的器件特性等。
本次设计的全桥逆变电路(IRFP460MOS管、水泥电阻、聚酯膜电容以及快恢复二极管等),其中最高工作频率以及耐压耐流主要看所选择的器件(IGBT工作频率会低一些,但是耐压耐流值高)。
下图是全桥逆变电路的输出波形:
下图是本次设计中采样电阻采到的波形(可以看出峰峰值电流达到100A)。
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