電機(jī)驅(qū)動(dòng)器400V到690V交流輸入50W隔離式反激電源參考設(shè)計(jì)

　　系統(tǒng)描述

　　變速驅(qū)動(dòng)器（VSD） 由電源部分、控制器、用戶IO、顯示器和通信模塊組成。電源部分包括整流器、直流鏈路、浪涌電流限制和基于絕緣柵雙極型晶體管（IGBT） 的逆變器。VSD 可采用單控制器或雙控制器架構(gòu)。采用單控制器架構(gòu)時(shí)，脈寬調(diào)制（PWM） 生成、運(yùn)動(dòng)控制、IO 接口和通信均由同一個(gè)處理器控制。采用雙控制器架構(gòu)時(shí)，PWM 和運(yùn)動(dòng)控制由專用控制器負(fù)責(zé)，而應(yīng)用控制則由其他控制器處理。主電源可直接由交流市電或直流鏈路提供，用于提供多種電壓軌。為確保驅(qū)動(dòng)器中的所有控制電子器件都能夠正常運(yùn)行，需要使用到多種電壓軌。

　　主電源的傳統(tǒng)實(shí)現(xiàn)方式是利用配有PWM 控制器IC（例如UCC3842、UCC3843 或UCC3844）的反激轉(zhuǎn)換器。由于電機(jī)有再生作用，因此反激轉(zhuǎn)換器中所用MOSFET 的額定電壓必須高于1.5kV（具體取決于驅(qū)動(dòng)器的額定電壓）。光電耦合器用于隔離式反激以及對(duì)輸出電壓進(jìn)行穩(wěn)壓。當(dāng)反饋路徑中所使用的組件發(fā)生故障時(shí)，輸出電壓可能會(huì)達(dá)到危險(xiǎn)級(jí)別，進(jìn)而損壞所有電子元器件。使用諸如UCC3842 器件的控制器時(shí)還存在一些其他問(wèn)題，例如整個(gè)寬輸入電壓范圍內(nèi)短路時(shí)的功率限制問(wèn)題以及啟動(dòng)電路中所用電阻的功率耗散問(wèn)題。

　　本參考設(shè)計(jì)的主要目的是為工作輸入電壓為400V 和690V 的驅(qū)動(dòng)器提供一種既能夠減少系統(tǒng)成本又能夠重復(fù)使用的電源設(shè)計(jì)。其他優(yōu)勢(shì)包括：

　　? 拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)允許使用兩個(gè)低成本場(chǎng)效應(yīng)晶體管（FET） 替代單個(gè)高壓FET

　　? 整個(gè)輸入范圍內(nèi)的功率限制恒定一致

　　? 通過(guò)UCC28711 的一次側(cè)穩(wěn)壓減少系統(tǒng)成本，因此無(wú)需隔離式二次側(cè)反饋

　　? 可防止反饋路徑中的組件發(fā)生故障

　　此參考設(shè)計(jì)提供隔離式24V、16V、–16V 和6V 輸出來(lái)為變速驅(qū)動(dòng)器中的控制電子器件供電。電源可直接由三相交流市電提供，也可由直流鏈路電壓提供。此設(shè)計(jì)采用準(zhǔn)諧振反激式拓?fù)?，額定輸出功率為50W。電源的輸入調(diào)整率和負(fù)載調(diào)整率設(shè)計(jì)在5% 以內(nèi)。該電源經(jīng)過(guò)設(shè)計(jì)，可滿足IEC61800-5 關(guān)于電氣間隙、爬電距離和絕緣測(cè)試電壓的要求。