要做一个三相的工频逆变,手头上有一个样机,采用的是PIC的单片机做的,由于设备年代久远,公司需要做功能上的优化和改进,而原设计者已经离职,不得不抄袭原硬件,重新写软件。原设计的大概情形如下:
1. DC48V升AC380V
2. 3路双极性PWM波,驱动3只IR2110,每只IR2110驱动上下2个壁管,载波频率2.667KHz
3. 每一相PWM驱动采用的是6只FTP23N10驱动,3只上管+3只下管3. 3只工频升压变压器,原边输入26.5V,副边主输出240V,副边第2个绕组输出20V,绕组2用作电压反馈引脚。
4. 3个 240V绕组输出的一端公共连接作为N线,另外的一端是3根火线各接入1只10uF、250V的电容滤波,再输出,AC输出采用3相4线的Y型接法
5. 工作的时候有比较响的噪声出现。
新的设计将原来的插件阻容换成了贴片的,IR2110换成贴片的,MCU采用的STM8S105,该MCU有3路双极性的互补PWM输出口,很适合做三相驱动,死区时间可以任意设置,带刹车输入功能。这里将过流保护信号引入到刹车输入引脚,过流或者短路发生时,立即停止PWM输出,刹车功能是MCU的内部硬件实现,不与软件相关,所以响应时间非常块。
为了保持原功率部分不变,特别将PWM的周期设置为2.667KHz,死区时间设置的是2us(原设计大约为1us不到),经过示波器测试开启和关断波形,非常漂亮,有时间传波形上来。 采用查正弦表的方式产生3相驱动波。
调试过程和出现的问题描述如下:
调试的时候,采用的一个20V的开关电源替换48V电池调功率部分,PWM的调制深度90%左右,没有软启动,上电直接输出90%的调制深度的PWM波,不带任何负载,没有引入反馈,采用开环的方式输出,由于担心烧管(FTP23N10),每个通道2只MOS管,上壁1只,下壁1只,上电工作后,没有任何异样,并且变压器有声音发出,和样机的声音差不多,然后用示波器测试升压的正弦波,非常漂亮,肉眼看不出失真,有时间我发图上来,然后,我用万用表测量3相相电压电压分别为104V,108V,112V。整个过程很顺利,没有烧管。问一句,这理有4V的电压差别,是因为那3只大滤波电容容量不一致引起的还是,3只变压器的变压比有细微的差别导致的?或者都有可能?
然后,将48V电池接入,开环,不带负载,上电直接输出90%的调制深度的PWM波,每相通道2只MOS管,上壁1只,下壁1只,通电瞬间,只见火花一冒,赶紧关电,测试发现3个通道的6只MOS管全部击穿短路,并且短路全部都是G,D,S直通。
现在有几个问题想问一问前辈们
1. 原设计是2.667KHZ的载波频率,在变压器不改变的条件下,我能否将载波频率提高? 或者说提高了会影响什么?
2. 原设计逆变板,在工作的时候,噪声有点大,是否是因为载波频率低,变压器产生噪声做导致的?
3. 上电启动假如不加入软启动,是否会大大增加烧管的几率?
4. 测试采用的是单只MOS管,是否会导致烧管。 从原理上来说,变压器不带负载,启动电流应该是线性增加,不存在瞬间的大电流才对,
那烧管是否还会有其他什么原因呢?
5. FTP23N10是耐压100V的管子,48V电池接入,会不会存在耐压不够,烧管?