高压中频电源技术参数

一、中频电源的技术参数

    (1)功率为90kVA。

    (2)输入电压为1140V、50Hz、三相。

    (3)输出电压为200～1140V，单相、连续可调。

    (4)频率为250～1000Hz连续可调。

    (5)波形。正负半周对称的方波，占空比连续可调。

二、中频电源主电路

逆变桥采用三电平结构，这样不但降低了器件的耐压要求，而且对减少谐波成分、改善波形大有好处。8个开关功率器件用的是西门子产的BSM150GB170DL型IGBT管，额定电压和电流分别为1700V、150A。在本电源中，设其工作额定电流为11= 65A。

三、中频电源控制系统

    控制电路框图如图12-14所示。控制功能由51单片机来实现，其作用有：

    (1)产生250～1000Hz的驱动信号，控制8个IGBT管有序导通，在输出端产生脉宽可调的方波电压。

    (2)用脉宽调制的方法实现输出电压的连续可调。输出波形如图12-15所示。

四、快速短路保护电路

    一般保护方案就是关断所有IGBT管。但对600V以上的电源由于短路电流上

升太快，关断信号还未起作用，IGBT管己经被烧坏了。要想确保IGBT管安然无恙，必须另外采取措施。可在输出端串联适当的电感，用电感降低短路电流的上升速度，以使IGBT的电流在到达极限值之前，管子能够来得及关断。可是引入电感后，由于巨大的d//dt，又会感应出尖峰电压，此尖峰电压又会给IGBT造成巨大威胁。为了确保短路保护的可靠，可采取如下措施。

(1)增设电压尖峰抑制器(TVTE1，5KE400CA)。并联于逆变桥的上下母线上，起电压钳位作用。这样可以保证母线电压±E上不会出现危及IGBT安全的尖峰电压。

(2)在输出端串联限流电感，此电感的作用是防止d//dt过大，以免IGBT被完全关断之前电流超过极限值。以下是电感量的计算。

IGBT手册上的额定电流为I0=150A。

本电源的额定输出电流为IL=65A。

IGBT手册上给出的Z大脉冲电流为额定的2倍

ImaX=2I0一2×150=300(A)

上下母线之间的电压为2E≈1140×1.4=1600(V)