新闻中心

EEPW首页>模拟技术>设计应用> IGBT光伏发电逆变电路

IGBT光伏发电逆变电路

作者: 时间:2012-11-09 来源:网络 收藏
mal; BACKGROUND-COLOR: rgb(255,255,255); orphans: 2; widows: 2; -webkit-text-size-adjust: auto; -webkit-text-stroke-width: 0px">
具体实施如下:采用Rg2和VD1串联再与Rg1并联,当导通时,由驱动电路内部EXB841的3脚输出正电压,VD1导通,Rg1和Rg2共同工作,因为并联后的总电阻小于每一个支路的分电阻,所以串联在栅极上的总电阻Rg的值比Rg1,Rg2的值都要小,这样使得开关时间和开关损耗随着总电阻值的减小而减少,进而降低驱动损耗。当关断时,该驱动电路内部EXB841的5脚导通,3脚不导通,的发射极提供负电压,使得与Rg2串联的VD1截止,Rg1工作,Rg2不工作,此时串联在栅极上的总电阻Rg的值就是Rg1的阻值,这样在关断IGBT时不会因为栅极间的电阻过小而导致器件的误导通,进而提高了工作效率。
2.2 软开关
针对开关损耗,采用软开关技术。软开关技术是相对于硬开关而言的,传统的开关方式称为硬开关,所谓软开关技术就是半导体开关在其导通或关断时的时间很短,使流过开关的电流或加在开关的电压很小,几乎为零,从而降低了开关损耗。实质是通过提高开关频率来减小变压器和滤波器的体积和重量,进而大大提高变换器的功率密度,降低了开关电源的音频噪声,从而减小了开关损耗。
当IGBT功率开关管导通时,加在两端的电压为零称为零电压开关,IGBT关断时,流过其上的电流为零称为零电流开关。由于IGBT具有一定的开关损耗,所以采用移相全桥零电压零电流PWM软开关变换器(如图4所示),结构简单没有有损元件,减少了IGBT尾电流的影响,进而减少了开关损耗,提高了逆变器的效率。

IGBT光伏发电逆变电路


Q1~Q4是4个IGBT功率开关管,其中Q1和Q3为超前臂,Q2和Q4为滞后臂,Q1和Q3超前于Q2和Q4一个相位,当Q1和Q4关断,Q2和Q3导通时,UAB两端电压等于V1两端电压,电容器C1被电源电压V1充电。当Q3由导通到关断时,电容器C3被充电,电感L1释放能量,使得电容器C1谐振放电,直到电容器C1上的电压为零,使Q1具备了零电压导通的条件,同理可知超前臂Q3的零电压导通原理。当Q1和Q4导通,Q2和Q3关断时,AB两端电压等于V1两端电压,电容器C3处于充电状态,当Q1和Q4持续导通时,电感L2与电容C8产生谐振,因此,电容C8被充电。当Q1由导通到关断时,电容C1被充电,使得C3开始放电,AB两端电压减小,使得C8谐振放电,C8持续放电,最后使得二极管D7续流,Q4的驱动脉冲持续下降直到零,最终完成了Q4的零电流关断。同理可知滞后臂Q2的零电流关断原理。
因此可以说超前臂Q1和Q3分别通过并联电容器C1和C3来完成零电压导通和关断,进而减小开关损耗;滞后臂Q2和Q4则是通过辅助电路中对C8放电,使流过变压器原边的电流减小到零进而完成零电流导通和关断。

3 实验结果
根据以上分析,实验结果如图5所示。

IGBT光伏发电逆变电路


一般电路波形接近方波部分说明其输出含有较多的谐波分量,这样会使系统产生不必要的附加损耗,如图5是采用IGBT的改进电路,其波形很接近正弦波,理想的正弦波其总谐波畸变度为零,但实际生活中很难达到这样的水准,因此基本达到要求,同时由于PIC16F873单片机具有多路PWM发生器,又具有更好的输出正弦波的特点,因此验证了实验的可行性,达到了预期效果。

4 结语
通过对器件的比较与分析,电路的改进与优化,集成电路EXB841本身内部含有过电流保护电路,解决了绝缘栅双极晶体管IGBT对驱动电路部分的要求,而且减少了外部电路的设计,使得整个设计过程简单、方便。软开关技术则解决了IGBT导通与关断时流过电流与其上电压过大的问题,最终整个系统的驱动损耗和开关损耗大大减少,输出波形是较为稳定的正弦波,进而提高了整个系统的工作效率。


上一页 1 2 下一页

评论


相关推荐

技术专区

关闭