CN112350608A - 一种关于delta结构的双向PWM整流器设计 - Google Patents

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颜景斌
袁银
李瑞松
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Abstract

本发明涉及三相电能变换领域，具体是一种新型的直流电流源整流电路(DCSR)，相较于普通三相整流器，主要特征是输入端采用三角形即delta连接的三相电源，优点在于降低直流电流源的导通损耗，其直流链路电流可由多个设备在给定时间内共享。而本发明所涉及的PWM整流器起到了谐波抑制的作用。

Description

一种关于delta结构的双向PWM整流器设计
技术领域
本发明涉及三相电能变换领域，具体涉及到一种关于delta结构的双向PWM整流器设计。
背景技术
整流技术是将太阳能等新能源转化的直流电变换成交流电的技术，随着电力电子技术的迅猛发展，逆变技术在各种行业应用广泛，特别是随着石油、煤和天然气等主要能源日益紧张，新能源的开发和利用越来越受到人们的重视。而PWM整流器采用的是高频功率变换技术，并且能够实现能量的双向流动。
发明内容
本发明的主要内容是提供一种关于delta结构的双向PWM整流器设计，该整流器可以直接应用于电网中，具有低直流电流源的导通损耗，并且实现了谐波抑制的作用，同时实现能量的双向流动。
本发明的设计主要通过以下技术方案来实现：一种关于delta结构的双向PWM整流器设计，其主要特征包括：栅极驱动器、IGBT模块、电阻R、电感L、电容C、三极管、死区形成电路结构。所述栅极驱动器与IGBT连在一起，用于驱动IGBT的信号源；所述IGBT模块主要用于构成delta整流器的桥臂；所述三极管用于构成死区形成电路；所述死区形成电路是用于形成死区。所述的栅极驱动器采用UCC27712。所述的IGBT模块采用18个IGBT模块组成delta整流器的整流部分电路。所述的三极管采用2N2907。
作为本发明的进一步优化，本发明是一种关于delta结构的双向PWM整流器设计，所述的栅极驱动器采用UCC27712，它是一个620V高侧和低侧栅极驱动器，1.8A源，2.8A汇聚电流，目标是驱动功率MOSFET或IGBT；该器件具有传播延迟快、通道间延迟匹配好等特点。
作为本发明的进一步优化，本发明是一种关于delta结构的双向PWM整流器设计，所述的IGBT模块采用18个IGBT进行半桥连接组成delta整流器的整流部分，直流侧使用一个电容C1，每一个桥臂使用一个二极管和一个IGBT组成。
作为本发明的进一步优化，本发明是一种关于能量路由器拓扑结构的delta整流器设计，所述的三极管采用2N2907积小，重量轻，效率高，寿命长，使用方便。可以方便的进行整流和逆变且可以不改变电路结构的前提下改变整流或逆变电流的大小。且可以直接安装在散热器上。
作为本发明的进一步优化，本发明是一种关于delta结构的双向PWM整流器设计，所述的非门逻辑门采用CD4069有六个反相器；工作原理是如单一应用是单非门（输入1输出0，反之相反）；有时可做振荡器。
作为本发明的进一步优化，本发明是一种关于delta结构的双向PWM整流器设计，所述的死区形成电路用反馈电流或电压信号，常常会被功率器件开关时产生的噪声所影响，导致输入芯片内部的信号叠加了一些由导线寄生电感和芯片寄生电容引起的spike，这些spike噪声会导致芯片内部产生误触发，输出错误的控制信号作用与功率开关控制信号翻转时发生误触发。由于每个桥的上半桥和下半桥是绝对不能同时导通的，但高速的PWM驱动信号在达到功率元件的控制极时，往往会由于各种各样的原因产生延迟的效果，造成某个半桥元件在应该关断时没有关断，造成功率元件烧毁。 区就是在上半桥关断后，延迟一段时间再打开下半桥或在下半桥关断后，延迟一段时间再打开上半桥，从而避免功率元件烧毁。这段延迟时间就是死区（就是上、下半桥的元件都是关断的）。
作为本发明的进一步优化，本发明是一种关于delta结构的双向PWM整流器设计，所述的PWM模块采用F28027，包含了8路PWM，4路HRPWM，特别但由于设计高精度的电源提供了极大的便利性。每个模块又具体的包含了以下的几个小的模块：时基模块，它可以产生同步逻辑，使得多个PWM模块可以有序的进行工作；计数比较模块 ，可用于控制PWM的占空比；功能限定子模块，用于对时基模块和计数比较模块产生的信号做出相应的反应；死区控制子模块，可以有效防止上、下桥臂同时导通；PWM斩波模块，用作高频变压器；制动子模块，但系统故障或发出制动指令的时候达到制动的预期效果。
附图说明
图1为本发明一种关于delta结构的双向PWM整流器设计结构示意图。
图2为本发明一种关于delta结构的双向PWM整流器设计死区形成电路结构示意图。
具体实施方法
结合图1、2说明本设计的实施方法：本实施方法所述一种关于能量路由器拓扑结构的delta整流器设计，其主要包括栅极驱动器、IGBT模块、电阻R、电感L、电容C、三极管、非门逻辑门、死区形成电路结构。
其中所述的栅极驱动器采用UCC27712，它是一个620V高压侧和低压侧栅极驱动器，1.8A源，2.8A汇聚电流，目标是驱动IGBT模块；它包括保护功能，当输入保持打开状态或当不满足最小输入脉冲宽度规范时，输出保持低电平，联锁和死区功能防止同时打开两个输出，它采用最新的高压设备技术，具有良好的噪声和瞬态抗扰度，包括输入端较大的负电压容差、高的dV/dt容差、开关节点上较大的负瞬态安全操作区(NTSOA)和联锁；该设备由一个地面参考信道(LO)和一个浮动信道(HO)组成，浮动信道用于引导或隔离电源。
其中所述的三极管采用2N3055，一般应用于中小功率电路，由于其散热功率比较大，所以一般都需要安装散热片，来保证其具有良好的散热，且为贴片三极管组装密度高、电子产品体积小、重量轻，贴片元件的体积和重量只有传统插装元件的1/10左右，一般采用SMT之后，电子产品体积缩小40%~60%，重量减轻60%~80%。可靠性高、抗振能力强。焊点缺陷率低。高频特性好。减少了电磁和射频干扰。易于实现自动化，提高生产效率。降低成本达30%~50%。节省材料、能源、设备、人力、时间等。
其中所述的死区形成电路，每个桥的上半桥和下半桥是绝对不能同时导通的，但高速的PWM驱动信号在达到功率元件的控制极时，往往会由于各种各样的原因产生延迟的效果，造成某个半桥元件在应该关断时没有关断，造成功率元件烧毁。 区就是在上半桥关断后，延迟一段时间再打开下半桥或在下半桥关断后，延迟一段时间再打开上半桥，从而避免功率元件烧毁。这段延迟时间就是死区。（就是上、下半桥的元件都是关断的）。是PWM输出时，为了使H桥或半H桥的上下管不会因为开关速度问题发生同时导通而设置的一个保护时段，所以在这个时间，上下管都不会有输出，当然会使波形输出中断，死区时间一般只占百分之几的周期。但是PWM波本身占空比小时，空出的部分要比死区还大，所以死区会影响输出的纹波，但应该不是起到决定性作用的。
虽然本发明已以较佳的实施例公开如上，但其并非用以限定本发明，任何熟悉此技术的人，在不脱离本发明的精神和范围内，都可以做各种改动和修饰，因此本发明的保护范围应该以权利要求书所界定的为准。

Claims (6)

1.本发明一种关于delta结构的双向PWM整流器设计，其主要特征包括：栅极驱动器、IGBT模块、电阻R、电感L、电容C、三极管、死区形成电路结构；所述栅极驱动器与IGBT连在一起，用于驱动IGBT的信号源；所述IGBT模块主要用于构成delta整流器的桥臂；所述三极管用于构成死区形成电路；所述死区形成电路是用于形成死区。
2.根据权利要求1所述的一种关于delta结构的双向PWM整流器设计，其特征在于: 所述的栅极驱动器采用UCC27712。
3.所述根据权利要求1所述的一种关于delta结构的双向PWM整流器设计，其特征在于：所述的IGBT模采用18个IGBT模块组成delta整流器的整流部分电路。
4.所述根据权利要求1所述的一种关于delta结构的双向PWM整流器设计, 其特征在于：所述的三极管采用2N2907。
5.所述根据权利要求1所述的一种关于delta结构的双向PWM整流器设计, 其特征在于：所述的非门逻辑门采用CD4069。
6.所述根据权利要求1所述的一种关于delta结构的双向PWM整流器设计, 其特征在于：所述的PWM模块采用F2807。
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1859824A (zh) * 2006-05-30 2006-11-08 浙江大学 基于脉冲密度调制的大气压辉光放电控制方法及其电路
US20140209586A1 (en) * 2013-01-29 2014-07-31 Shenzhen Jasic Technology Development Co., Ltd Portable igbt arc welding machine
CN106208783A (zh) * 2016-07-20 2016-12-07 广东双核电气有限公司 新型软开关整流系统
CN110829875A (zh) * 2019-12-05 2020-02-21 哈尔滨理工大学 一种三相逆变器桥臂精确电流检测的保护设计

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1859824A (zh) * 2006-05-30 2006-11-08 浙江大学 基于脉冲密度调制的大气压辉光放电控制方法及其电路
US20140209586A1 (en) * 2013-01-29 2014-07-31 Shenzhen Jasic Technology Development Co., Ltd Portable igbt arc welding machine
CN106208783A (zh) * 2016-07-20 2016-12-07 广东双核电气有限公司 新型软开关整流系统
CN110829875A (zh) * 2019-12-05 2020-02-21 哈尔滨理工大学 一种三相逆变器桥臂精确电流检测的保护设计

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