大功率變頻器開關(guān)電源電路工作原理

大功率變頻器所需電源容量較大(尤其是驅(qū)動(dòng)電路)，需要較大的功率輸出能力，故開關(guān)電源電路與小功率變頻器有了明顯不同。通常大功率變頻器的開關(guān)電源電路有兩個(gè):一個(gè)專門為整機(jī)控制電路供電，另一個(gè)為IPM模塊內(nèi)部驅(qū)動(dòng)電路供電。

從主要元器件數(shù)量上來看，通常大功率變頻器的開關(guān)電源電路有4個(gè)開關(guān)變壓器、4個(gè)開關(guān)管。而且大功率變頻器的開關(guān)電源電路多采用雙端正激式開關(guān)電路，該電路的工作原理如圖4-23所示。

(1)雙端正激電路中，變壓器T起隔離和變壓作用，在輸出端加一個(gè)電感器L(續(xù)流電感)，起能量儲(chǔ)存及傳遞作用。輸出回路中需有一個(gè)整流二極管D3和一個(gè)續(xù)流二極管D4。

(2)當(dāng)開關(guān)管 Q1 和Q2 同時(shí)導(dǎo)通時(shí)，輸入電壓V全部加到變壓器T初級(jí)線圈上產(chǎn)生的感應(yīng)電壓，使二極管D1 和D2 截止，而次級(jí)線圈上感應(yīng)的電壓，使整流二極管 D3 導(dǎo)通，并通過電感器L和電容器C組成的LC濾波電路為負(fù)載R供電，同時(shí)在變壓器T中建立起磁化電流。

(3)當(dāng)開關(guān)管 Q1和 Q2截止時(shí)，整流二極管D3 截止，電感器L上的電壓極性反轉(zhuǎn)并通過續(xù)流二極管D4 繼續(xù)向負(fù)載供電。變壓器T中的磁化電流則通過初級(jí)線圈、二極管 D1 和D2 向輸入電壓V 釋放而去磁;這樣在下次兩個(gè)開關(guān)管導(dǎo)通時(shí)不會(huì)損壞開關(guān)管。

圖 4-24所示為大功率變頻器開關(guān)電源電路圖(AB變頻器)，第一個(gè)開關(guān)電源電路主要為IGBT驅(qū)動(dòng)電路供電，第二個(gè)開關(guān)電源電路為CPU、顯示面板等控制電路供電。兩個(gè)開關(guān)電源電路基本相同，我們主要講解第二個(gè)開關(guān)電源電路。

(1)PWM控制器啟動(dòng):當(dāng)530V 直流電壓經(jīng)啟動(dòng)電阻器 R5、R6分壓后，加到PWM 控制器 IC12(2842)的第7引腳，為其提供啟動(dòng)電壓。

(2)IC12電源芯片啟動(dòng)后，其內(nèi)部電路開始工作，第6引腳內(nèi)部連接的 PWM 波形成電路產(chǎn)生振蕩脈沖，并由第6引腳輸出，經(jīng)電阻器R62、R64，再由電阻器R51、穩(wěn)壓二極管ZD20消噪和正向限幅后，加到激勵(lì)變壓器 T1的初級(jí)線圈產(chǎn)生感應(yīng)電壓。然后在T1 的次級(jí)線圈產(chǎn)生感應(yīng)電壓，經(jīng)過整流濾波后輸出同相位的兩路脈沖，同步驅(qū)動(dòng)開關(guān)管 VT3 和VT2。

(3)當(dāng)開關(guān)管 VT3 和VT2 同時(shí)導(dǎo)通時(shí)，530V輸入電壓全部加到開關(guān)變壓器T2 初級(jí)線圈上產(chǎn)生的感應(yīng)電壓，使二極管VD24和VD19截止。同時(shí)在開關(guān)變壓器T2的1-2反饋繞組也感應(yīng)出1正2負(fù)的正反饋電壓，該電壓經(jīng)整流二極管 VD23、濾波電容器 C17 整流濾波后加到IC12芯片的第7引腳的 VCC端，為PWM控制器提供自供電，取代啟動(dòng)電路維持電源正常振蕩

(4)與此同時(shí)，在開關(guān)變壓器T2次級(jí)線圈上感應(yīng)的電壓，通過整流二極管VD27 和濾波電容器 C38 整流濾波后輸出24V供電電壓，與此同時(shí)在開變壓器T2 中建立起磁化電流。

(5)當(dāng)開關(guān)管VT3和VT2同時(shí)截止時(shí),整流二極管VD27截止,此階段為儲(chǔ)能階段，通過濾波電容器C38放電繼續(xù)輸出24V電壓。開關(guān)變壓器T2中的磁化電流則通過初級(jí)線圈、二極管VD24 和VD19向530V 輸入電源釋放而去磁，這樣在下次兩個(gè)開關(guān)管導(dǎo)通時(shí)不會(huì)損壞開關(guān)管。