三相IGBT全橋隔離驅(qū)動(dòng)電源設(shè)計(jì)

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　　本文針對(duì)10 kW三相IGBT全橋變換器設(shè)計(jì)了一種隔離驅(qū)動(dòng)電源，提供4路相互隔離的輸出，每路輸出均提供+15 V/-9 V電源。電源功率較小，考慮成本和效率，采用單端反激式結(jié)構(gòu)。電源內(nèi)部反饋網(wǎng)絡(luò)采用電壓和電流反饋雙閉環(huán)串極結(jié)構(gòu)，分別從電壓輸出端和電流采樣電阻上得到電壓電流反饋信號(hào)，經(jīng)反饋網(wǎng)絡(luò)輸入到PWM控制器，PWM控制器根據(jù)反饋信號(hào)大小調(diào)節(jié)其輸出開(kāi)關(guān)脈沖的占空比，以此來(lái)保持輸出電壓的穩(wěn)定。

　　1 三相IGBT全橋隔離驅(qū)動(dòng)電源設(shè)計(jì)

　　三相IGBT全橋隔離驅(qū)動(dòng)電源采用電流型PWM控制器LIC3845，輸出4路相互隔離的+15 V/-9 V，如圖1所示。其中，一路額定輸出電流為0.2 A，用于三相全橋下橋臂共射極連接的3個(gè)IGBT的驅(qū)動(dòng)供電，另外3路額定輸出電流為0.1 A，分別用于上橋臂的3個(gè)IGBT的驅(qū)動(dòng)供電。

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　　1.1 電路工作原理

　　1.1.1 開(kāi)關(guān)脈沖的產(chǎn)生

　　開(kāi)關(guān)管導(dǎo)通時(shí)，變壓器的初級(jí)電流逐漸增大，采樣電阻風(fēng)上的壓降增加，通過(guò)RC濾波電路反饋到芯片UC3845的3腳，與電流取樣比較器的另一端進(jìn)行比較，當(dāng)這個(gè)壓降達(dá)到UC3845的1管腳建立的門限電平時(shí)，鎖存器復(fù)位，開(kāi)關(guān)管截止。UC3845作為電流模式控制器工作，輸出開(kāi)關(guān)的導(dǎo)通由UC3845內(nèi)部振蕩器開(kāi)始，到變壓器初級(jí)電流到達(dá)管腳1建立的門限電平時(shí)為止。

　　1.1.2 占空比的調(diào)節(jié)

　　變壓器+15 V，-9 v/0.2 A一路輸出電壓通過(guò)TL431a和光耦PC817反饋到UC3845的1腳，UC3845的2腳接地，UC3845內(nèi)部誤差比較放大器的輸入誤差總是固定的，將PC817的光電晶體管視為可變電阻，1腳的反饋信號(hào)改變的是誤差比較放大器的增益，其等效電路如圖2所示。

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　　當(dāng)+15 V、-9V/0.2 A一路輸出電壓過(guò)高時(shí)，TL431參考端電壓升高，陰極電壓降低，光耦PC817二極管的電流增大，晶體管電流也相應(yīng)增大，UC3845的1腳電壓降低，流過(guò)開(kāi)關(guān)管的峰值電流減小，占空比減小，使得輸出電壓降低。當(dāng)輸出電壓偏低時(shí)與上述情況正好相反。

　　1.1.3 +15 V/-9 V電壓的產(chǎn)生

　　圖1所示的隔離電源的變壓器次級(jí)4路實(shí)際輸出+24 V的電壓，為得到+15 V/-9 V的電壓，采用15 V穩(wěn)壓二極管和電阻串聯(lián)的形式。也可以采用變壓器次級(jí)引出中間抽頭的方式，但這種方式占用變壓器管腳太多，變壓器骨架管腳數(shù)目會(huì)不足。