Шестипульсовая (трехфазная) мостовая схема управляемого выпрямителя

Похожие презентации:

Выпрямители. Однофазная однополупериодная схема выпрямления

Двенадцатипульсовые схемы управляемых выпрямителей

Шестипульсовая нулевая схема «Звезда – две взаимообратных звезды с уравнительным реактором (УР)

Управляемые выпрямители. Теория работы многофазного “m” пульсового управляемого выпрямителя

Управляемые выпрямители

Коммутация тока в многофазных «m» пульсовых выпрямителях и инверторах

Схемы выпрямителей

Однофазные полупроводниковые выпрямители

Двенадцатипульсовые схемы выпрямления

Полупроводниковые выпрямители. Лекция15

6.7 Шестипульсовая (трехфазная) мостовая схема выпрямления
6.7.1 Схема и ее описание
Рисунок 6.6.1 – Шестипульсовая мостовая схема
Шестипульсовая мостовая схема выпрямления состоит из
трехфазного преобразовательного трансформатора Т и шести
диодов.
V1, V3, V5, у которых объединены катоды образуют катодную
группу и работают не положительных полуволнах напряжения u2, а

общий катод К подключается к +ш.
Диоды V2, V4, V6, у которых объединены аноды, образуют
анодную группу и работают при отрицательных полуволнах
напряжения u2, а общий анод А подключается к –ш.
В любой момент времени работают два диода последовательно,
один из катодной, а другой из анодной группы.
Принятые допущения:
1. Напряжение в питающей сети, а следовательно во
вторичной обмотке преобразовательного трансформатора
синусоидальные
u 2 2U 2 sin ,
(6.7.1)
где t
2. Индуктивное сопротивление питающей и трансформатора равны 0
xC 0, xT 0, xV 0
Поэтому коммутация тока мгновенная и угол коммутации 0

3. Индуктивное сопротивление сглаживающего реактора принимается
xd
Поэтому мгновенное значение тока равно среднему значению
id I d
6.7.2. Временные диаграммы и порядок их построения
а)
б)
в)
г)
д)
Рисунок 6.7.2(а) – Временные диаграммы напряжений ВО u2, выпрямленного напряжения ud,
диодного плеча uv, токов нагрузки id, ВО i2, CO i1 и диодного плеча iv при γ=0.
6.7.3 Работа схемы в момент 1
Работают V1, т.к. ua max
V2, т.к. uc min
Потенциал общего катода uK=ua
общего анода uА =uc
Мгновенное значение выпрямленного напряжения
ud=uK-uA=ua-uc
За период 0 2 переход тока с одного диода на другой происходит в
точках естественного включения
Таблица 6.7.1 – Последовательность работы тиристоров за полный период от 0 до
2
Период времени,
1”
3”
5”
1”
между точками
2”
4”
6”
Работает диод
катодной группы
Работает диод
анодной группы
V1
V3
V6
V2
uA
ub
ud
uab
V6
ub
uc
uc
uac
V1
V4
ua
uk
V5
ua
ua
ubc
uba
ub
uca
ucb
uab
6.7.4 Распределение тока в фазах сетевой обмотки
В момент 1: по первому закону Кирхгофа для узла электрической цепи
i1A+i1B+i1C=0 (6.7.3)
по второму закону Кирхгофа для магнитной цепи
i1 A 1 i1C 1 I d 2 I d 2 0
(6.7.4)
i1 A 1 i1B 1 I d 2 0
(6. 7.5)
Примем число витков первичной и вторичной обмотки равны 1 2 ,
Тогда коэффициен т траесформа ции Т
1
1
2
из (6.6.4) получим i1C 2 I d
из (6.6.5) получим i1B I d
Подставим из (6.7.6) в (6.7.3) получим 3i1A=3Id
i1 A I d
i
0
Тогда с учетом (6.6.6)
1B
i1C I d
(6.7.6)
( 6 .7 .7 )
6.7.5 Основные расчетные соотношения
Мгновенное значение выпрямленного напряжения
Мгновенное значение
выпрямленного напряжения ud
относительно O’ для любой
«m»пульсовой схемы из рисунка
будет равно
в пределах
, (6.7.8)
m
m
где U d max DСХ 2U 2
ud U d max cos
O’
Рисунок 6.6.3 – Временная диаграмма напряжения ud за период 2π/m.
Среднее значение выпрямленного напряжения
Среднее значение выпрямленного напряжения для “m”
пульсовой схемы находится из условия
2
Ud0
U d max cos d
m
m
(6.7.9)
m
Из (6.9)
U do
m
U d max
U d max
sin
cos d
2
2
m m
m
m
m
(6. 7.10)
Среднее значение выпрямленного напряжения
• Определим среднее значение выпрямленного напряжения из
условия при 0 ≤ α ≤ 30º эл
m
2
U d 0
U d max cos d
m
(6.7.11)
m
откуда
U d 0
U d max
sin
2
m
m
U d max
2
m
m
sin m sin m
2 sin π/m * cos α
(6.7.12)
с учетом (6.7.2) и (6.7.3) получим
при =0
Для 6 п.м.
Ud0
U d max sin
U d max
m
sin
m
m
m
D СХ 3 ;
(6.7.13)
m 6 ; U do 2,34 U 2
при 0<α 30° эл.
U d max
U d 0
sin
sin
2
m
m
m
2 sin
cos
m
с учетом ( 6.7.13 )
U d 0 U d 0 cos
(6.7.14)
(6.7.15)
После подстановки пределов из (6.7.10) получим

Ud0
U d max
2
m
sin
sin
m
m
2 sin
Окончательно
Для 6 п.м.:
(6.7.16)
m
U d max sin
D СХ 2 U 2 sin
m
m
Ud0
m
m
(6.7.I*)
DСХ 3, m 6
Среднее значение выпрямленного напряжения, после подстановки значений Dсх и
m в формулу 6. 7.I*, равно
Ud0 = 2,34 · U2
(6.7.I)
Расчетные параметры диодного плеча
Мгновенное значение обратного напряжения прикладываемого к V1 от
вторичных (вентильных) обмоток трансформатора равно
(6.7.17)
u V1 u A1 u K1 u a u b u 2 Л
Амплитудное значение обратного напряжения
UV max U2 Л max 3 2U2 6U2
(6.7.II )
или подставив U2 из (6.7.I)
6U d 0
UV max
1,045 U d 0
2,34
Максимальное значение тока диодного плеча
I V max K СХ Id
(6.7.III)
Среднее значение тока диодного плеча
I V 2 K СХ I d V
откуда
I V K СХ I d
Для 6пм схемы
K СХ 1; V
Тогда из (6.7.IV)
IV
Id
3
V
2
2
(6.7.18)
(6.7.IV)
3
(6.7.IV’)
Расчетные параметры трансформатора
Действующее значение тока ВО находится из условия равенства нагрева обмотки
током I2 за период 2π и реальным током, протекающим через обмотку
I 22 2 r2 (K СХ I d ) 2 2
2
I
K
I
Из (6.7.19) ток
2
СХ d
2
2
для 6пм схемы
2 V1 V2
2
3
K СХ 1
подставив 2 и Ксх из (6. 7.21) в (6.7.20) получим
2
I2
Id
3
(6.7.19)
(6.7.20)
(6.7.21)
(6.7.V)
Расчетная мощность ВО, определяющая общий расход меди на ВО равна
S2 m2 I2 U2
При m2=3, подставив I2 из (6.7.V), U2 из (6.7.I) получаем
S2 1,05 Pd
(6.7.22)
,
где Pd U d 0 I d
(6.7.VI)
Действующее значение тока СО находится из условия равенства нагрева обмотки
током I1 за период 2π и реальным током, протекающим
через обмотку
2
Id
1r1
I 2 r1 K СХ
KT
2
1
откуда
I1 K СХ
Id
KT
для 6пм
1
2
2
K СХ 1, 1
2
3
Тогда из (6.7.24) с учетом (6.7.25) ток
Id 2
I1
KT 3
(6.7.23)
(6.7.24)
(6.7.25)
(6.7.VII)
Расчетная мощность СО, определяющая общий расход меди на СО равна
Id 2 U d0 K T
1,05Pd (6.7.VIII)
KT 3
2,34
Типовая мощность трансформатора
S S
(6.7.IX)
ST 1 2 1,05Pd
2
S1 m1 I1 U1 3
Таблица 6.7.2 – Основные соотношения шестипульсовых схем выпрямления
Схема выпрямления
Обозначение
параметра
две обратные звезды с
уравнительным
реактором
DСХ
0,866
U d 0 1,35U 2
Ud0
шестипульсовая
мостовая
3
U d 0 1,17 U 2
2,34U 2
Uvmax
2,09U d 0
1,045Ud 0
KСХ
0,5
1
Iv
Id/6
Id/3
Ivmax
0,5Id
Id
2 3
Id
I1
1 Id
6
KT
1
2
Id
KT
3
S2
1,48Pd
1,05Pd
S1
1,05Pd
1,05Pd
ST
1,26Pd
1,05Pd
I2
2
Id
3

English     Русский Правила

Реверсивный трехфазный мостовой транзисторный преобразователь

 

Реверсивный трехфазный мостовой транзисторный преобразователь относится к реверсивным полупроводниковым транзисторным выпрямительным устройствам и предназначен для выпрямления, регулирования и реверсирования тока в нагрузке при питании от трехфазной сети переменного напряжения. Три реверсивных ключевых полупроводниковых блока связаны между собой общими точками, подсоединенными к началу и концу нагрузки, и снабжены двумя электронными ключами в каждом блоке. В качестве электронных ключей использованы полупроводниковые транзисторы симметричной структуры. Эмиттеры полупроводниковых транзисторов каждого блока соединены, и общие точки этого соединения подключены к соответствующим фазам питающей сети трехфазного переменного напряжения. Одна общая точка объединения коллекторов полупроводниковых транзисторов каждого блока подсоединена к началу нагрузки, а другая общая точка объединения коллекторов полупроводниковых транзисторов каждого блока подсоединена к концу нагрузки. Обеспечивается исключение возможности технологического короткого замыкания, упрощается как силовая схема, так и система управления реверсивным трехфазным мостовым транзисторным преобразователем, повышается надежность, уменьшаются габариты и стоимость устройства путем осуществления реверса, пуска и работы нагрузки постоянного тока от одной мостовой схемы.

Предлагаемое изобретение относится к реверсивным полупроводниковым транзисторным выпрямительным устройствам и может быть использовано для выпрямления, регулирования и реверсирования тока в нагрузке при питании от трехфазной сети переменного напряжения.

Известен трехфазный мостовой диодный преобразователь, предназначенный для выпрямления постоянного тока, содержащий катодную и анодную группы шести диодов диодного моста, являющихся электронными ключами. Общая точка, объединяющая три катода трех диодов катодной группы диодов, соединена с началом нагрузки. Общая точка, объединяющая три анода трех диодов анодной группы диодов, соединена с концом нагрузки. Каждая пара выводов анода и катода, соединяющая между собой диоды катодной и анодной групп диодного моста, соединена с соответствующей фазой питающей сети трехфазного переменного напряжения (Зиновьев Г.С. Основы силовой электроники / Г.С.Зиновьев. — НГТУ, 2001. — С.102, рис.2.8.1 (а)).

Недостатками данного устройства являются отсутствие возможности регулирования величины выпрямленного постоянного тока и реверса тока в нагрузке, для осуществления которого необходима дополнительная мостовая схема, включенная параллельно диодному мосту и нагрузке и работающая в обратном направлении на нагрузку.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению по технической сущности и достигаемому результату (прототипом) является реверсивный трехфазный тиристорный преобразователь, основанный на двухкомплектной реверсивной трехфазной мостовой схеме, у которого каждый мостовой комплект содержит три реверсивных ключевых полупроводниковых блока, связанные между собой общими точками, подсоединенными через уравнительные реакторы к началу и концу нагрузки. Каждый из трех блоков мостового комплекта снабжен двумя электронными ключами, в качестве которых использованы полупроводниковые управляемые тиристоры. В каждом из трех блоков мостового комплекта общая точка соединения анода первого тиристора и катода второго тиристора связана с одной фазой питающей сети трехфазного переменного напряжения, катод первого тиристора соединен с началом нагрузки, а анод второго тиристора соединен с концом нагрузки. Одна общая точка группы выводов тиристоров обоих мостовых комплектов, объединяющая катоды первых тиристоров каждого из трех блоков каждого мостового комплекта, является плюсом реверсивного трехфазного тиристорного преобразователя, и соединена с началом нагрузки. Другая общая точка группы выводов тиристоров обоих мостовых комплектов, объединяющая аноды вторых тиристоров каждого из трех блоков каждого мостового комплекта, является минусом реверсивного трехфазного тиристорного преобразователя и соединена с концом нагрузки. При согласованном управлении двухкомплектной реверсивной трехфазной мостовой схемой должны использоваться уравнительные реакторы. (Справочник по проектированию автоматизированного электропривода и систем управления технологическими процессами / Под редакцией В.И.Круповича, Ю.Г.Барыбина. — М.: Энергоиздат, 1982. — С.126, рис.1-153(д)).

Описанный реверсивный трехфазный тиристорный преобразователь имеет следующие недостатки:

— отсутствие возможности осуществления реверса, пуска и работы нагрузки постоянного тока от одной мостовой схемы;

— наличие возможности технологического короткого замыкание между мостами при нечетком управлении мостами разной полярности, а именно, при несвоевременном отключении одного моста и включении другого;

— необходимость при согласованном управлении соблюдать соотношение

=180°-,

где и — углы открытия тиристоров в соответствующих группах в двухкомплектной реверсивной трехфазной мостовой схеме;

— сложность силовой схемы и системы управления двумя мостовыми комплектами из трех блоков с электронными ключами каждый;

— повышенные габариты устройства, снабженного уравнительными реакторами между мостовыми комплектами;

— низкие показатели надежности и экономичности из-за использования большого количества элементов.

Предлагаемым изобретением решается проблема осуществления реверса, задача исключения технологического короткого замыкания, упрощения, как силовой схемы, так и системы управления реверсивным трехфазным мостовым транзисторным преобразователем, повышения надежности, уменьшения габаритов и стоимости устройства путем осуществления реверса, пуска и работы нагрузки постоянного тока от одной мостовой схемы.

Решение этой задачи достигается тем, что в реверсивном трехфазном мостовом транзисторном преобразователе, содержащем три реверсивных ключевых полупроводниковых блока, связанные между собой общими точками, подсоединенными к началу и концу нагрузки, и снабженные двумя электронными ключами в каждом блоке, причем общая точка соединения двух ключей в каждом блоке подсоединена к соответствующей фазе питающей сети трехфазного переменного напряжения, согласно изобретению в качестве электронных ключей использованы полупроводниковые транзисторы симметричной структуры. Эмиттеры полупроводниковых транзисторов каждого блока соединены и подключены к соответствующей фазе питающей сети трехфазного переменного напряжения. Одна общая точка объединения коллекторов полупроводниковых транзисторов каждого блока подсоединена к началу нагрузки, а другая общая точка объединения коллекторов полупроводниковых транзисторов каждого блока подсоединена к концу нагрузки.

Осуществление реверса выпрямленного напряжения и реверса тока в нагрузке достигается путем использования возможности транзистора вследствие его симметричной структуры (p-n-p, n-p-n) пропускать ток в прямом и обратном направлении в ключевом режиме, а так же последовательностью управления транзисторами.

Исключение возможности технологического короткого замыкания, упрощение силовой схемы и системы управления, повышение надежности, уменьшение габаритов и стоимости устройства обеспечиваются использованием одного реверсивного моста.

Предлагаемое изобретение поясняется чертежом, где на фиг.1 приведена принципиальная электрическая схема реверсивного трехфазного мостового транзисторного преобразователя, обеспечивающего протекание постоянного тока в направлении «вперед»; на фиг. 2. — принципиальная электрическая схема реверсивного трехфазного мостового транзисторного преобразователя, обеспечивающего протекание постоянного тока в направлении «назад»; на фиг.3. — временная диаграмма работы пар транзисторов в реверсивном трехфазном мостовом транзисторном преобразователе при направлении «вперед» и открытии пар транзисторов в течение всего рабочего цикла, состоящего из шести рабочих интервалов выпрямленного напряжения; на фиг.4. — временная диаграмма работы пар транзисторов в реверсивном мостовом транзисторном преобразователе при направлении «вперед» и частичном открытии пар транзисторов в течение каждого рабочего цикла, состоящего из шести рабочих интервалов выпрямленного напряжения; на фиг.5. — временная диаграмма работы пар транзисторов в реверсивном мостовом транзисторном преобразователе при направлении «назад» и открытии пар транзисторов в течение всего рабочего цикла, состоящего из шести рабочих интервалов выпрямленного напряжения; на фиг.6. — временная диаграмма работы пар транзисторов в реверсивном мостовом транзисторном преобразователе при направлении «назад» и частичном открытии пар транзисторов в течение каждого рабочего цикла, состоящего из шести рабочих интервалов выпрямленного напряжения.

Кроме того на чертеже используются следующие обозначения:

— Uc — источник трехфазного переменного напряжения;

— Ud — напряжение на нагрузке;

— А — напряжение на фазе А питающей сети трехфазного переменного напряжения;

— В — напряжение на фазе В питающей сети трехфазного переменного напряжения;

— С — напряжение на фазе С питающей сети трехфазного переменного напряжения;

— t — текущее время;

— I_d — ток, протекающий через нагрузку;

— I, II, III, IV, V, VI — временные интервалы;

— VT1-VT6 — транзисторы;

— С1-С2 — начало и конец нагрузки соответственно;

— сплошные стрелки — направления протекания тока в цепи при положительном направлении напряжения;

— пунктирные стрелки — направления протекания тока в цепи при реверсном направлении напряжения;

~ — переменное напряжение.

Реверсивный трехфазный мостовой транзисторный преобразователь содержит три реверсивных ключевых полупроводниковых блока(блок 1, блок 2, блок 3): блок 1, снабженный двумя электронными ключами, в качестве которых использованы полупроводниковые транзисторы 4 (VT1) и 5 (VT2) симметричной структуры; блок 2, снабженный двумя электронными ключами, в качестве которых использованы полупроводниковые транзисторы 6 (VT3) и 7 (VT4) симметричной структуры; блок 3, снабженный двумя электронными ключами, в качестве которых использованы полупроводниковые транзисторы 8 (VT5) и 9 (VT6) симметричной структуры.

В блоке 1 эмиттер транзистора 4 (VT1) соединен с эмиттером транзистора 5 (VT2), и общая точка их соединения подключена к фазе А питающей сети трехфазного переменного напряжения. В блоке 2 эмиттер транзистора 6 (VT3) соединен с эмиттером транзистора 7 (VT4), и общая точка их соединения подключена к фазе В питающей сети трехфазного переменного напряжения. В блоке 3 эмиттер транзистора 8 (VT5) соединен с эмиттером транзистора 9 (VT6), и общая точка их соединения подключена к фазе С питающей сети трехфазного переменного напряжения.

Коллектор транзистора 4 (VT1) блока 1, коллектор транзистора 6 (VT3) блока 2, коллектор транзистора 8 (VT5) блока 3 объединены общей точкой, соединенной с началом 10 (С1) нагрузки. Коллектор транзистора 5 (VT2) блока 1, коллектор транзистора 7 (VT4) блока 2, коллектор транзистора 9 (VT6) блока 3 объединены общей точкой, соединенной с концом 11 (С2) нагрузки.

Таким образом, первый, второй и третий реверсивных ключевых полупроводниковых блоков связаны между собой общими точками, подсоединенными к началу 10 (С1) и концу 11 (С2) нагрузки (фиг. 1, 2).

Реверсивный трехфазный мостовой транзисторный преобразователь работает следующим образом.

С помощью реверсивного трехфазного мостового транзисторного преобразователя возможно регулирование напряжения за счет частичного открывания транзисторов, а так же осуществление реверса выпрямленного напряжения на нагрузке путем использования возможности транзистора работать в ключевом режиме, вследствие его симметричной структуры (p-n-p, n-p-n), и при этом пропускать ток как в прямом, так и в обратном направлении.

Для осуществления пропускания выпрямленного тока по нагрузке в прямом направлении «вперед» необходимо подавать управляющие импульсы на транзисторы в соответствии с временной диаграммой, показанной на фиг.3.

Весь цикл работы реверсивного трехфазного мостового транзисторного преобразователя делится на шесть временных интервалов.

Во время первого интервала работают транзисторы 4 (VT1) и 7 (VT4). Включены и работают фазы А и В.

Во время второго интервала работают транзисторы 4 (VT1) и 9 (VT6), транзистор 7 (VT4) отключается. Включены и работают фазы А и С.

Во время третьего интервала работают транзисторы 6 (VT3) и 9 (VT6), транзистор 4 (VT1) отключается. Включены и работают фазы В и С.

Во время четвертого интервала работают транзисторы 6 (VT3) и 5 (VT2), транзистор 9 (VT6) отключается. Включены и работают фазы В и А.

Во время пятого интервала работают транзисторы 8 (VT5) и 5 (VT2), транзистор 6 (VT3) отключается. Включены и работают фазы С и А.

Во время шестого интервала работают транзисторы 8 (VT5) и 7 (VT4), транзистор 5 (VT2) отключается. Включены и работают фазы С и В.

После завершения шестого временного интервала весь цикл работы повторяется.

С помощью реверсивного трехфазного мостового транзисторного преобразователя возможно регулирование напряжения за счет частичного открывания транзисторов при положительном направлении напряжения (фиг.4), работа пар транзисторов и направление тока при этом не меняются, меняются только временные промежутки их работы.

Предложенное устройство позволяет производить реверс питающего напряжения на нагрузке в направлении «назад» (фиг. 5).

Весь цикл работы реверсивного трехфазного мостового транзисторного преобразователя делится на шесть временных интервалов.

Во время первого интервала работают транзисторы 5 (VT2) и 6 (VT3). Включены и работают фазы А и В.

Во время второго интервала работают транзисторы 5 (VT2) и 8 (VT5), транзистор 6 (VT3) отключается. Включены и работают фазы А и С.

Во время третьего интервала работают транзисторы 7 (VT4) и 8 (VT5), транзистор 5 (VT2) отключается. Включены и работают фазы В и С.

Во время четвертого интервала работают транзисторы 7 (VT4) и 4 (VT1), транзистор 8 (VT5) отключается. Включены и работают фазы В и А.

Во время пятого интервала работают транзисторы 9 (VT6) и 4 (VT1), транзистор 7 (VT4) отключается. Включены и работают фазы С и А.

Во время шестого интервала работают транзисторы 9 (VT6) и 6 (VT3), транзистор 4 (VT1) отключается Включены и работают фазы С и В

После завершения шестого временного интервала весь цикл работы повторяется.

С помощью реверсивного трехфазного мостового транзисторного преобразователя возможно регулирование напряжения за счет частичного открывания транзисторов при реверсивном направлении напряжения (фиг.6), работа пар транзисторов и направление тока при этом не меняются, меняются только временные промежутки их работы.

Таким образом, на основании вышеизложенного видно, что предлагаемое изобретение имеет преимущество по сравнению с известным реверсивным трехфазным тиристорным преобразователем, так как исключается возможность технологического короткого замыкания, нет необходимости соблюдать согласование углов открытия транзисторов в устройстве, повышается надежность всего устройства, так как уменьшается общее количество полупроводниковых коммутационных блоков и отсутствуют уравнительные реакторы.

Реверсивный трехфазный мостовой транзисторный преобразователь, содержащий три реверсивных ключевых полупроводниковых блока, связанные между собой общими точками, подсоединенными к началу и концу нагрузки, и снабженные двумя электронными ключами в каждом блоке, причем общая точка соединения двух ключей в каждом блоке подсоединена к соответствующей фазе питающей сети трехфазного переменного напряжения, отличающийся тем, что в качестве электронных ключей использованы полупроводниковые транзисторы симметричной структуры, эмиттеры полупроводниковых транзисторов каждого блока соединены и подключены к соответствующей фазе питающей сети трехфазного переменного напряжения, одна общая точка объединения коллекторов полупроводниковых транзисторов каждого блока подсоединена к началу нагрузки, а другая общая точка объединения коллекторов полупроводниковых транзисторов каждого блока подсоединена к концу нагрузки.

IAP200T120 SixPac™ 200A / 1200V 3-фазный мостовой инвертор IGBT

200 А / 1200 В 3-фазный мостовой инвертор IGBT

 

СКАЧАТЬ IAP200T120 ТЕХНИЧЕСКОЕ ОПИСАНИЕ

ХАРАКТЕРИСТИКИ ВКЛЮЧАЮТ • Многофункциональный блок питания • Компактный размер –9.00” В X 17,60” Ш X 11,00” Г • Напряжение шины постоянного тока до 850 В постоянного тока • Работа без снаббера до 650 В пост. тока • Частоты переключения выше 20 кГц • Защитная схема с отказоустойчивым оптоизолированным сигнализатором неисправности, включая:   • Перегрузка по току • Перегрузка по напряжению • Перегрев по температуре • Короткое замыкание • P. S. Пониженное напряжение • Оптоизолированный или оптоволоконный привод затвора и выход сигнала неисправности для электрической изоляции и помехоустойчивости • Встроенное охлаждение с датчиками температуры и обратной связью • Множество опций — передний конец SCR/диода и т. д.

Настраиваемая мощность IAP200T120 PowerStack — это гибкая, высокоинтегрированная силовая сборка на основе IGBT с широким спектром применений. К ним относятся инверторы для возобновляемых источников энергии, накопители энергии, средства управления двигателем, импульсные источники питания (SMPS), ИБП, сварочные аппараты и т. д. IAP200T120 PowerStack может работать на частотах до 20 кГц. IAP200T120 PowerStack сконфигурирован как трехфазный мостовой инвертор, установленный на радиаторе с воздушным или жидкостным охлаждением. Конфигурации включают варианты (полное, частичное или полное управление) входной схемы преобразователя, выходной схемы инвертора, охлаждения и широкого спектра драйверов и функций безопасности для входной части преобразователя и выходного каскада инвертора IGBT. Для работы на высоких частотах переключения инвертор IAP использует ламинированную структуру шины с низкой индуктивностью, оптически изолированные или оптически связанные интерфейсы управления затвором, изолированные источники питания затвора и батарею конденсаторов звена постоянного тока. IAP200T120 PowerStack имеет встроенные функции защиты, в том числе: от перенапряжения, блокировки при пониженном напряжении, перегрузки по току, перегрева, короткого замыкания и дополнительные индикаторы расхода воздуха или жидкости. Гибкость — ключевая особенность IAP200T120 PowerStack. Опции включают в себя: выбор входных каскадов преобразователя, выпрямителя, половинного или полного управления тиристором, с платами запуска затвора тиристора или без него и схемой плавного пуска. Также доступен выбор методов охлаждения: принудительное воздушное или жидкостное. Предоставляемый заказчиком ШИМ имеет оптическую связь, или к интерфейсу IGBT может быть подключен оптоволоконный канал. Обратная связь по току обеспечивается датчиками тока на эффекте Холла. Инвертор IAP рассчитан на максимальное входное напряжение до 850 В постоянного тока, частоты коммутации выше 20 кГц, имеет множество функций безопасности для защиты IGBT и выходных цепей и может быть сконфигурирован в соответствии с вашим приложением.

IAP200T120 Встроенный расширенный PowerStack Абсолютные максимальные значения – TJ=25°C, если не указано иное Общие Символ Значение Единицы Температура перехода IGBT Т Дж от -40 до +150 °С Температура хранения Т СТГ от -40 до +125 °С Рабочая температура Т ОП от -25 до +85 °С Напряжение, подаваемое на клеммы постоянного тока В СС 850 Вольт Напряжение изоляции, переменный ток в течение 1 минуты, 60 Гц, синусоидальное В ИСО 2500 Вольт Инвертор IGBT       Ток коллектора (TC=25°C) Я С 200 Ампер Пиковый ток коллектора (ТДж<150°C) I СМ 400 Ампер Ток эмиттера И Е 200 Ампер Пиковый ток эмиттера И ЭМ 400 Ампер Максимальная рассеиваемая мощность коллектора (TJ<150°C) P CD 1100 Вт Плата привода затвора       Нерегулируемый источник питания +24 В   30 Вольт Регулируемый источник питания +15 В   18 Вольт Входное напряжение сигнала ШИМ   15 Вольт    Заводская установка от 3,3 до 15 В       Ошибка выходного напряжения питания   30 Вольт Ошибка выходного тока   50 мА

Электрические характеристики инвертора IGBT, TJ=25°C, если не указано иное Параметр Символ Условия испытаний Мин. Тип Макс. Единицы Ток отсечки коллектора I CES В КЭ = В КЭС , В ГЭ = 0 В — — 1 мА Напряжение насыщения коллектор-эмиттер В CE (сб) I C =200A, T J =25°C — 1,75 2,15 Вольт I C =200A, T J =125°C — 2,0 — Вольт Напряжение эмиттер-коллектор В ЕС I E =200А — — 3,2 Вольт Время переключения индуктивной нагрузки т д(он) В CC = 600 В I C = 200 А В GE = 15 В R G = 2,7 Ом — — 200 ηс т р — — 45 ηс т д(выкл) — — 500 ηс т р — — 100 ηс Время обратного восстановления диода Т рр — — 200 ηс Заряд обратного восстановления диода Q рр — 20 — мкКл Емкость звена постоянного тока     — 4950 — мкФ

Тепловые и механические параметры Параметр Символ Условия испытаний Мин. Тип Макс. Единицы Тепловое сопротивление IGBT, переход к корпусу R Θ(j-c) На модуль IGBT ½ —   0,135 °С/Вт Тепловое сопротивление FWD, соединение с корпусом R Θ(j-c) На модуль FWD ½ — — 0,20 °С/Вт Тепловое сопротивление радиатора R Θ(с-а) 1500 LFM воздушный поток — .045 — °С/Вт Момент затяжки, клеммы переменного тока     — 75 90 дюйм-фунт Момент затяжки, клеммы постоянного тока     — 130 150 дюйм-фунт Момент затяжки, монтаж на корпусе     — 130 150 дюйм-фунт Вес     — 21 — фунтов

Электрические характеристики платы привода затвора Параметр Мин. Тип Макс. Единицы Нерегулируемый источник питания +24 В 20 24 30 Вольт Регулируемый источник питания +15 В 14,4 15 18 Вольт Вход ШИМ на пороге 12 15 — Вольт Порог выключения входа PWM — 0 2 Вольт Отключение по сверхтоку на выходе — 300 — Ампер Отключение по перегреву 94 96 98 °С Отключение по перенапряжению — 920 — Вольт Обратная связь по напряжению промежуточного контура См. рисунок ниже Вольт Обратная связь по температуре радиатора См. рисунок ниже Вольт Обратная связь по выходному току См. рисунок ниже Вольт

Кривые производительности Зависимость эффективного выходного тока от несущей частоты (типичная)

Условия Символ Значение Единицы Температура окружающей среды Т А 40 °С Напряжение шины постоянного тока В СС 600 Вольт Коэффициент мощности нагрузки COS Φ 0,8   Напряжение насыщения IGBT В СЕ(сб) Типичный @ T J =125°C Вольт Потери переключения IGBT E SW Типичный @ T J =125°C мДж Расход воздуха — 1500 ЛФМ Условия переключения Однофазный ШИМ, синусоидальный выход 60 Гц

Интерфейс Номер штифта Название сигнала Описание 1 Щит Подключен к заземлению цепи 2 ШИМ А- Сигнал 0–15 В, управляющий рабочим циклом A-IGBT 3 Ошибка фазы А 1 Выход с открытым коллектором, требуется внешний нагрузочный резистор. НИЗКИЙ=нет ошибки; Плавающий = перегрузка по току фазы А или короткое замыкание 4 ШИМ А+ Сигнал 0–15 В, управляющий рабочим циклом A+ IGBT 5 ШИМ Б- Сигнал 0–15 В, управляющий рабочим циклом B-IGBT 6 Ошибка фазы B 1 Выход с открытым коллектором, требуется внешний нагрузочный резистор. НИЗКИЙ=нет ошибки; Плавающий = перегрузка по току фазы А или короткое замыкание 7 ШИМ Б+ Сигнал 0–15 В, управляющий рабочим циклом B+ IGBT 8 ШИМ C- Сигнал 0–15 В, управляющий рабочим циклом C-IGBT 9 Ошибка фазы C 1 Выход с открытым коллектором, требуется внешний нагрузочный резистор. НИЗКИЙ=нет ошибки; Плавающий = перегрузка по току фазы А или короткое замыкание 10 ШИМ С+   11 Перегрев 1 Выход с открытым коллектором, требуется внешний нагрузочный резистор. НИЗКИЙ=нет ошибки; Плавающий = перегрев радиатора 12 Не подключен   13 Напряжение промежуточного контура Аналоговое представление напряжения звена постоянного тока 14 Входная мощность 24 В постоянного тока 2 Диапазон входного напряжения 20–30 В постоянного тока 15 Входная мощность 24 В постоянного тока 2 Диапазон входного напряжения 20–30 В постоянного тока 16 Входная мощность 15 В постоянного тока 2 Диапазон входного напряжения 14,4–18 В постоянного тока 17 Входная мощность 15 В постоянного тока 2 Диапазон входного напряжения 14,4–18 В постоянного тока 18 ЗЕМЛЯ Заземление для входов 15 и 24 В постоянного тока 19 ЗЕМЛЯ Заземление для входов 15 и 24 В постоянного тока 20 Температура радиатора Аналоговое представление напряжения температуры радиатора 21 Земля 3 Привязан к контактам 18 и 19 22 I ВЫХОД Фаза А Представление аналогового напряжения выходного тока фазы А 23 Земля 3 Подсоединен к штифтам 18 и 19 24 I ВЫХОД Фаза B Представление аналогового напряжения выходного тока фазы B 25 Земля 3 Подсоединен к штифтам 18 и 19 26 I вне Фаза C Представление аналогового напряжения выходного тока фазы C

ПРИМЕЧАНИЯ:   1. Открытые коллекторы могут быть подключены к максимальному напряжению до 30 В постоянного тока и потребляют непрерывный ток 50 мА.   2. ЗАПРЕЩАЕТСЯ подключать к устройству одновременно источники постоянного напряжения 15 В и постоянного тока 24 В. Используйте тот или иной.   3. Сигналы GND для аналоговых сигналов обратной связи, т. е. витая пара с I OUT Фаза A.

Разъем интерфейса Gate Drive Описание Символ Тип Производитель Разъем интерфейса Gate Drive Дж1 0,100” x 0,100” разъем с фиксацией, 26 контактов 3M #3429-6002 или эквивалент Рекомендованная ответная часть — Гнездо IDC 0,100 x 0,100 дюйма, 26 контактов 3M #3399-7600 или аналогичный Рекомендуемая защита от натяжения — Пластиковый кабельный зажим 3M #3448-3026 или эквивалент

 

Трехфазные драйверы — Infineon Technologies

Обзор

ИС драйвера затвора для управления силовыми устройствами, такими как MOSFET или IGBT, в трехфазной топологии

Наши решения на основе интегральных схем для драйверов затворов — это выбор экспертов. Мы предлагаем трехфазные драйверы затворов, шесть каналов в корпусе с тремя независимыми полумостами. Мы также предоставляем микросхемы драйверов трехфазных затворов с передовыми технологиями Infineon «кремний на изоляторе» (SOI). Обладая отличной надежностью и помехоустойчивостью, эти драйверы затворов идеально подходят для электроприводов, бытовой техники и устройств с питанием от аккумуляторов.

Также доступны трехфазные драйверы затворов, сертифицированные для использования в автомобильной промышленности.

Найти подробную информацию:

Продукты

Детали

Типовая схема трехфазного драйвера

Десятилетия опыта применения и разработки технологий в Infineon и International Rectifier позволили создать портфолио микросхем драйверов затворов для использования с кремниевыми и широкозонными силовыми устройствами, такими как MOSFET, дискретные IGBT, IGBT-модули, SiC MOSFET и GaN HEMT. Мы предлагаем отличные линейки драйверов затворов с гальванической развязкой, драйверов затворов, отвечающих автомобильным требованиям, драйверов затворов со сдвигом уровня 200 В, 500-700 В, 1200 В и неизолированных драйверов нижнего плеча.

В нашем ассортименте представлены различные конфигурации, классы напряжения, уровни изоляции, функции защиты и варианты комплектации. Современные семейства дискретных коммутаторов требуют настройки цепей управления затвором, чтобы в полной мере использовать их емкость и возможности. Оптимальная конфигурация привода затвора важна для всех силовых ключей, независимо от того, являются ли они дискретными или силовыми модулями.

Это также может вас заинтересовать

Рекомендуемые документы

Документы

Поддержка дизайна

Видео

Делиться Делиться Делиться

Партнеры

Обучение

Руководство по проектированию драйверов затворов для управления полевыми МОП-транзисторами

Вы познакомитесь с различными технологиями драйверов затворов, доступными в Infineon, и их преимуществами.

Для лучшего понимания рассмотрим оптимизацию внешних резисторов затвора для управления полевыми МОП-транзисторами в конкретном приложении.

Смотреть сейчас

Как выбрать драйвер затвора для дискретных элементов и модулей IGBT

В ходе этого обучения вы узнаете, как рассчитать значение сопротивления затвора для приложения IGBT, как определить подходящие ИС драйвера затвора на основе требований к пиковому току и рассеиваемой мощности, а также как точно настроить значение сопротивления затвора в лабораторных условиях на основе наихудших условий.

Вебинар: Каждому коммутатору нужен драйвер. Правильный драйвер имеет значение

Мы предлагаем широкий ассортимент высоковольтных драйверов затвора со сдвигом уровня — технологии кремний-на-изоляторе (SOI) и изолированный переход (JI). Узнайте о преимуществах драйвера затвора Infineon SOI: встроенный бутстрепный диод, низкие потери на сдвиг уровня, экономия места и затрат, а также устойчивость к отрицательной VS.