一種spwm二分頻交錯(cuò)驅(qū)動(dòng)控制的中頻逆變電路的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及中頻靜變電源領(lǐng)域，具體是一種SPffM 二分頻交錯(cuò)驅(qū)動(dòng)控制的中頻逆變電路。
【背景技術(shù)】
[0002]中頻靜變電源屬于航空軍用供電電源中的一種，是專門為航空及軍用電子電氣設(shè)備設(shè)計(jì)制造的電源，通常輸出相電壓115V，輸出頻率為400Hz。也需要300-800Hz或1000HZ等全中頻范圍的交流電源。用于飛機(jī)及機(jī)載設(shè)備、雷達(dá)、導(dǎo)航等軍用電子設(shè)備，以及其他需要模擬飛機(jī)機(jī)載電源的實(shí)驗(yàn)場(chǎng)合。它要具備高性能和高可靠性的特點(diǎn)，典型的指標(biāo)是:輸出波形失真度小，快速的動(dòng)態(tài)性能，輸出電壓諧波及畸變率低的高品質(zhì)正弦波電壓，否則會(huì)影響航空電子設(shè)備的工作和壽命。
[0003]中頻電源中的逆變器通常采用SPffM方式實(shí)現(xiàn)變頻變壓控制。SPffM型逆變電路的輸出為正弦脈寬調(diào)制的矩形波，處理不好它產(chǎn)生的高次諧波對(duì)其負(fù)載和周圍電氣裝置會(huì)產(chǎn)生很大負(fù)面影響。對(duì)于負(fù)載感應(yīng)電機(jī)，諧波電壓和電流增加電動(dòng)機(jī)的鐵損和銅損，使電動(dòng)機(jī)溫度上升，效率下降，并產(chǎn)生噪聲，甚至造成電機(jī)損壞；諧波還對(duì)通信以及電子設(shè)備產(chǎn)生嚴(yán)重干擾，影響功率處理器的正常運(yùn)行。
[0004]要想得到較小的失真度和較低的輸出諧波的有效辦法是:高的電壓調(diào)制比，高的載波頻率比。前者通過輸出中頻變壓器的變比，可以實(shí)現(xiàn)電壓匹配。而后者高的載波頻率比會(huì)使功率器件工作在30KHz以上、硬開關(guān)工作條件下，大功率中頻靜變電源中的IGBT模塊難以長(zhǎng)期安全運(yùn)行。針對(duì)小功率中頻電源，可以選用功率MOSFET ;針對(duì)中功率的中頻電源，可以將選用的IGBT降額使用，但I(xiàn)GBT的實(shí)際利用率非常低。
[0005]由于逆變電路的IGBT工作于硬開關(guān)狀態(tài)。對(duì)于50Hz、60Hz逆變器的載波頻率范圍一般為1ΚΗζ-15ΚΗζ之間選擇，可見15KHz的最高載波頻率是為IGBT的實(shí)際應(yīng)用而考慮的，因?yàn)镮GBT的硬開關(guān)的工作頻率一般最高工作頻率為20KHZ左右，為了長(zhǎng)期安全運(yùn)行考慮，還要留些余量。
[0006]傳統(tǒng)的做法，IGBT降額使用以適合高頻應(yīng)用，多模塊并聯(lián)以適合大電流。這樣IGBT模塊的利用率非常低，高頻隔離驅(qū)動(dòng)也是一項(xiàng)難題，因?yàn)橐话愀綦x驅(qū)動(dòng)器的極限工作頻率一般在20KHZ，IGBT在高頻隔離驅(qū)動(dòng)和工作時(shí)都遇到了困難。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明提出一種SPffM 二分頻交錯(cuò)驅(qū)動(dòng)控制的中頻逆變電路，以解決現(xiàn)有技術(shù)中，低載波頻率時(shí)，輸出波形失真、輸出電壓諧波及畸變率高；而高載波頻率時(shí)，IGBT需降額使用的問題。
[0008]本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的:
[0009]一種SPffM 二分頻交錯(cuò)驅(qū)動(dòng)控制的中頻逆變電路，包括逆變橋及分別與該逆變橋連接的直流輸入濾波電路、交流輸出濾波電路、二分頻交錯(cuò)分配電路和驅(qū)動(dòng)電路；
[0010]所述逆變橋包括四組IGBT管組，依次為IGBT管組QUIGBT管組Q2、IGBT管組Q3和IGBT管組Q4 ；
[0011]每組IGBT管組包括兩個(gè)并聯(lián)的IGBT管，依次為并聯(lián)的QlA和Q1B、并聯(lián)的Q2A和Q2B、并聯(lián)的Q3A和Q3B、并聯(lián)的Q4A和Q4B ；
[0012]IGBT管組Ql和IGBT管組Q2串聯(lián)后接于直流輸入濾波電路的兩個(gè)輸出端之間；IGBT管組Q3和IGBT管組Q4串聯(lián)后接于直流輸入濾波電路的兩個(gè)輸出端之間；
[0013]IGBT管組Ql和IGBT管組Q2的連接點(diǎn)作為逆變橋的一個(gè)輸出端，IGBT管組Q3和IGBT管組Q4的連接點(diǎn)作為逆變橋的另一個(gè)輸出端；
[0014]所述二分頻交錯(cuò)分配電路共有四組，分別與所述四組IGBT管組連接，用于將高頻SPffM驅(qū)動(dòng)信號(hào)交替驅(qū)動(dòng)IGBT管組的兩個(gè)并聯(lián)的IGBT管。
[0015]進(jìn)一步地，所述直流輸入濾波電路包括均壓電阻R1、均壓電阻R2、電容Cl和電容C2 ；
[0016]所述電容Cl與電容C2串聯(lián)，所述均壓電阻Rl并聯(lián)于電容Cl兩端，所述均壓電阻R2并聯(lián)于電容C2兩端。
[0017]進(jìn)一步地，所述交流輸出濾波電路包括電感Lo和電容Co ；
[0018]所述電感Lo和電容Co串聯(lián)接于所述逆變橋的兩個(gè)輸出端之間，所述電容Co兩端作為交流輸出濾波電路的輸出端。
[0019]進(jìn)一步地，所述二分頻交錯(cuò)分配電路為采用雙D觸發(fā)器的二分頻交錯(cuò)分配電路。
[0020]進(jìn)一步地，所述雙D觸發(fā)器為⑶4013觸發(fā)器。
[0021]本發(fā)明的有益效果為:
[0022]1、每只IGBT管無需降額使用，無需考慮多只IGBT管并聯(lián)應(yīng)用時(shí)的均流問題。
[0023]2、IGBT管的驅(qū)動(dòng)電路無需特殊設(shè)計(jì)，使用兩個(gè)通用驅(qū)動(dòng)電路，可實(shí)現(xiàn)IGBT功率開關(guān)的高頻工作。
[0024]3、可提高SPffM逆變電路的載波頻率比，有效地降低輸出波形失真度和輸出電壓諧波，顯著地降低工作噪聲。
[0025]4、可以顯著地提升后級(jí)電路中鐵基非晶逆變變壓器的鐵芯利用率。
[0026]5、可以顯著地減小輸出濾波電感。
【附圖說明】
[0027]為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0028]圖1是現(xiàn)有技術(shù)中逆變電路的TJK意圖；
[0029]圖2是本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的逆變電路的示意圖；
[0030]圖3是本發(fā)明的一組二分頻交錯(cuò)分配電路的示意圖；
[0031]圖4是圖3中電路交錯(cuò)分頻模式下的電路中各節(jié)點(diǎn)的脈沖時(shí)序圖；
[0032]圖5是圖3中電路不分頻模式下的電路中各節(jié)點(diǎn)的脈沖時(shí)序圖；
[0033]圖6是圖3中二分頻交錯(cuò)分配電路的波形對(duì)比圖。
[0034]圖中:
[0035]101、直流輸入濾波電路；102、交流輸出濾波電路。
【具體實(shí)施方式】
[0036]下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0037]圖1是現(xiàn)有技術(shù)中逆變電路的示意圖，對(duì)比圖1，參看圖2、3，本實(shí)施例中的一種SPffM 二分頻交錯(cuò)驅(qū)動(dòng)控制的中頻逆變電路，包括逆變橋及分別與該逆變橋連接的直流輸入濾波電路101、交流輸出濾波電路102、二分頻交錯(cuò)分配電路和驅(qū)動(dòng)電路；
[0038]具體見圖2，所述逆變橋包括四組IGBT管組，依次為IGBT管組Ql、IGBT管組Q2、IGBT管組Q3和IGBT管組Q4 ；
[0039]每組IGBT管組包括兩個(gè)并聯(lián)的IGBT管，依次為并聯(lián)的