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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)