低成本小功率通用变频器的实现
驱动模块IR213P是低电压的逻辑电路和高功率开关器件之间的接口。因此,信号接地和大功率接线不应该混合在一起,避免互相干扰。这些基本准则如下:
(1)必须避免布线产生的同相电流,使负载电流流入信号电路。
(2)负载电流环尺寸必须小,使电路电感为最小。
(3)大电流线必须充分去耦,必须使电感尖峰最小。
图3变频器控制电源
(4)高压、高dv/dt点之间必须有良好的屏蔽,且提供低电平信号电路。
(5)变压器设计应使邻近线圈与铁心之间的电压梯度为最小,以防止灵敏信号电路中的容性耦合电流。
(6)功率开关dv/dt值应尽可能地低,这样才能使感应母线电压尖峰为最小。
4控制电源DC/DC的设计
通用变频器对其控制电源不仅要求其性能稳定可靠,而且还要有隔离和耐高压。它的特殊要求是输入电压在很宽的范围内,都能正常工作,以保证逆变器功率开关管的安全。根据这一特点,结合低价格的要求,这里我们选用了TOP200组成的单端反激式DC/DC。其设计要求是:
输入直流电压50V~370V;
输出+5V,114mA;+15V,53mA
其电路如图3所示。
变压器的设计计算如下:
(1)计算变压器一次侧电流:
占空比δmax=0.45fk=100kHz
(2)求最小占空比(3)计算变压器的一次侧电感量(4)选择磁心和骨架尺寸
取BS=3300×10-4T
选Bmax=1500×10-4T选EI22
δe=0.21cm2δc=0.56cm2
δeδc=0.118>0.026
(5)计算空气隙长度Lg
(6)计算机变压器一次侧的匝数
5结语
采用上述方案构成的三相输出变频器,选用叠层结构,其尺寸不大于120×110×70mm3,调试方便。样机由西安微电机厂测试,其性能优良,各项指标均达到了设计要求,价格便宜。经压缩机厂半年多使用,性能稳定、可靠。因此本方案是可行的,具有推广应用价值。
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