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高手来讨论串联谐振全桥IGBT逆变电路(有图)


最近一个项目要做一个全桥IGBT的逆变电路,功率大概在100KW,输出为高压80KW*1.2A,输出电流要可调整1mA~1200mA,因为之前没做过这种逆变电源,所以现在有几个问题没有彻底搞清楚,请问有经验高手:

1、看了很多的资料,串联谐振电路是用外接电容+LR漏感组成电路,主要是解决IGBT的导通和关闭损耗问题,所谓的ZCS ZVS。

   如果频率较低,工作频率F< 1/2Fr时 主回路电流断流,很容易工作在ZCS ZVS状态下,但这样功率输出较小。

  如果频率升高,    1/2Fr < F < Fr, 

电路好像工作在容性负载下,

IGBT并联的二极管有恢复问题,不建议使用。

   当 F > Fr 时

电路好像工作在感性负载下,IGBT只能ZCS打开,不能ZCS关闭,而且调整频率可以调整关闭相位,调整输出功率,但IGBT关闭有损耗,而且损耗大小与相位有关。

   如果我要调节输出功率,从

F< 1/2Fr开始慢慢升高,到达

 1/2Fr = F 时,要越过

 1/2Fr < F < Fr这个频率段,直接到

 F > Fr????

2、IGBT驱动想用DSP的PWM直接生成,看了有些资料说谐振频率Fr要跟踪的,很多变频器上用霍尔电流传感器进行测量,    这个频率会变化很很大吗???? 

   还有据说最好是要可变死区???这些怎么需要怎么实现???

3、电路图上原本想用2路主回路,轮流导通IGBT,但是这个Fr通常较低,好像没必要2相供电,在驱动的时候也可以并联起来使用,分成2路电流小,发热低,而且也利于安装散热,是否有道理??

4、主回路的电流是接近正弦波的,这个最大电流怎么计算,电流峰值太大了会烧坏IGBT吗? 一般怎么选择IGBT最大电流值跟主回路峰值电流的关系?


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2011-12-27 16:19

真牛

能透露一下开发费用大概是多少钱吗,满足一下我的想像力,网站消息给我也行

 

全桥做100KW,是可以的

但是,你了解这个项目的真正难度吗?

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2011-12-27 19:57
@米山人家
真牛[图片]能透露一下开发费用大概是多少钱吗,满足一下我的想像力,网站消息给我也行 全桥做100KW,是可以的但是,你了解这个项目的真正难度吗?

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160217
LV.5
4
2011-12-27 20:49

这种电源是放射影像产生X光用的吧?

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btma
LV.8
5
2011-12-28 00:00
@160217
这种电源是放射影像产生X光用的吧?

不像是X光,像是除尘用高压电源。

电流的调节范围好大。

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yhxxm60
LV.5
6
2011-12-28 11:49
@btma
不像是X光,像是除尘用高压电源。电流的调节范围好大。
看数据 应该是电除尘的,  那个升压变压器有点不好搞,是80KV吧?
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thoms2011
LV.2
7
2011-12-28 13:10
@yhxxm60
看数据应该是电除尘的, 那个升压变压器有点不好搞,是80KV吧?
是ESP上用的,这个变压器不太好弄,有人用铁氧体,有人用非晶,现在正在搞……
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thoms2011
LV.2
8
2011-12-28 13:11
@米山人家
真牛[图片]能透露一下开发费用大概是多少钱吗,满足一下我的想像力,网站消息给我也行 全桥做100KW,是可以的但是,你了解这个项目的真正难度吗?
50W~100W
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改装pcp
LV.6
9
2011-12-28 17:41
升压变压器不好搞!!!!有变压器方案吗?
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ytwsdz
LV.7
10
2011-12-28 20:30
这家伙是想搞大功臭氧电源吧 哈哈
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igbtsy
LV.9
11
2011-12-29 09:05
@ytwsdz
这家伙是想搞大功臭氧电源吧哈哈

楼主对电源的要求有几个问题没说清楚:

1. 输出电压是80KV不应当是80KW吧,另外没有说明输出电压是否要求在输出电流按要求调节时,输出电压是可变的还是要求是衡定的。

2.按楼主贴出的原理图输出是交流的电压而不是直流电压,是否是这样?若是交流的电压是要求正弦波还是允许方波电压?

3.负载的性质是什么?是感性、容性、还是电阻性的,若是电阻性的话阻抗是否是基本变化不大的?

这几个问题没说明对整机的方案有着极大的、根本性的影响。

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thoms2011
LV.2
12
2011-12-29 11:50
@igbtsy
楼主对电源的要求有几个问题没说清楚:1.输出电压是80KV不应当是80KW吧,另外没有说明输出电压是否要求在输出电流按要求调节时,输出电压是可变的还是要求是衡定的。2.按楼主贴出的原理图输出是交流的电压而不是直流电压,是否是这样?若是交流的电压是要求正弦波还是允许方波电压?3.负载的性质是什么?是感性、容性、还是电阻性的,若是电阻性的话阻抗是否是基本变化不大的?这几个问题没说明对整机的方案有着极大的、根本性的影响。

1、输出电压是整流以后的 平均电压80KV,功率100KW,负载是容性的,但容值不大,而且变化的。

2、电压可以波动,控制回路可以根据电压、电流极限参数调整.调整范围按理论要求能在10~80KV,1~1200MA内可调。

3、我看了一些资料,有些人是把控制频率 在F < 1/2Fr,这样IGBT关断时在电流过零后半周内,做到ZCS ZVS关断。这样做IGBT关断损耗小,但输出功率远远小于设计值,要么把把设计容量加大1倍。  有的人把前面三相整流用可控硅控制,IGBT桥工作在谐振点附近,通过调整直流母线电压来调整输出。但是这个电路直流母线电压波动肯定很大,滤波电容也需要很大,实际控制起来并不容易,而且也影响电源功率因素。

     我是想把控制频率高一点,低于

F < 1/2Fr时控制都一样,但Fr > 

F > 1/2Fr时不能工作,只有直接跳到 

F >= Fr了, 如果功率要连续调整,必须F>Fr 然后慢慢调小直到F=Fr,并且这时关断是不是ZCS。

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thoms2011
LV.2
13
2011-12-29 11:52
@改装pcp
升压变压器不好搞!!!!有变压器方案吗?
现在正在弄,有人想用铁氧体 有人用超微晶,结构什么的大概有个想法,但是还没做样机。
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igbtsy
LV.9
14
2011-12-29 12:05
@thoms2011
1、输出电压是整流以后的平均电压80KV,功率100KW,负载是容性的,但容值不大,而且变化的。2、电压可以波动,控制回路可以根据电压、电流极限参数调整.调整范围按理论要求能在10~80KV,1~1200MA内可调。3、我看了一些资料,有些人是把控制频率在F<1/2Fr,这样IGBT关断时在电流过零后半周内,做到ZCSZVS关断。这样做IGBT关断损耗小,但输出功率远远小于设计值,要么把把设计容量加大1倍。 有的人把前面三相整流用可控硅控制,IGBT桥工作在谐振点附近,通过调整直流母线电压来调整输出。但是这个电路直流母线电压波动肯定很大,滤波电容也需要很大,实际控制起来并不容易,而且也影响电源功率因素。   我是想把控制频率高一点,低于F<1/2Fr时控制都一样,但Fr> F>1/2Fr时不能工作,只有直接跳到 F>=Fr了,如果功率要连续调整,必须F>Fr然后慢慢调小直到F=Fr,并且这时关断是不是ZCS。
三相电源整流后用可控硅调压来改变逆变输出电压是简单和最佳的方法了。难点是在输出10KV时只能有1毫安的电流,这样的限流方式会造成设备较大的体积与成本。整机有没有电磁兼容性要求?如果电磁兼容性要达到国标,整流前的一套滤波装置够吓人的了。
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thoms2011
LV.2
15
2011-12-29 12:13
@igbtsy
三相电源整流后用可控硅调压来改变逆变输出电压是简单和最佳的方法了。难点是在输出10KV时只能有1毫安的电流,这样的限流方式会造成设备较大的体积与成本。整机有没有电磁兼容性要求?如果电磁兼容性要达到国标,整流前的一套滤波装置够吓人的了。

其实电压 跟电流 不一定要一起控制的,比如电流要限制在100MA,电压限制在50KV,

因为负载不一样,有些情况是电流在100MA时电压还没到50KV, 有些情况超过50KV,

如果电压超过 就把电压控制 在50KV 电流不管了, 如果没超过只要把电压稳定在50MA即可,电压电流闭环控制选择的目标会变化的。

设备只能根据最大的情况去设计,可能很多工况下根本用不到,也没办法的,只有小功率运行,所以要求功率调节范围很大满足不同工况运行要求。

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thoms2011
LV.2
16
2011-12-29 12:16
@米山人家
真牛[图片]能透露一下开发费用大概是多少钱吗,满足一下我的想像力,网站消息给我也行 全桥做100KW,是可以的但是,你了解这个项目的真正难度吗?
你觉得这个项目费用要多大? 最难的哪些部分?说说看法
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igbtsy
LV.9
17
2011-12-29 12:20
@igbtsy
三相电源整流后用可控硅调压来改变逆变输出电压是简单和最佳的方法了。难点是在输出10KV时只能有1毫安的电流,这样的限流方式会造成设备较大的体积与成本。整机有没有电磁兼容性要求?如果电磁兼容性要达到国标,整流前的一套滤波装置够吓人的了。
如果是正规的企业,电子产品的电磁兼容性均要满足国标。否则过不了技术监督局和标准局对产品的审查。
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my.mai
LV.9
18
2011-12-29 13:49
@igbtsy
如果是正规的企业,电子产品的电磁兼容性均要满足国标。否则过不了技术监督局和标准局对产品的审查。

国家连校车问题,地沟油问题,有毒奶粉问题,有毒牛奶问题都没能解决,没空管这些小事啊,呵呵。

专家都说了,每个企业都按照法律执行,没偷税漏税,给员工全买社保,给员工应得的加班费,那么国内基本上有九成的企业都要倒闭。

最不可思议的是,国家很多领域都是没有国标的,按什么执行?

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my.mai
LV.9
19
2011-12-29 13:52
@igbtsy
三相电源整流后用可控硅调压来改变逆变输出电压是简单和最佳的方法了。难点是在输出10KV时只能有1毫安的电流,这样的限流方式会造成设备较大的体积与成本。整机有没有电磁兼容性要求?如果电磁兼容性要达到国标,整流前的一套滤波装置够吓人的了。
您说的是整流后的直流斩波,可以考虑直接三相可控硅全可控整流的。
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