主要电路设计方案.docx

主要电路设计方案 （1）IGBT驱动电路设计 IGBT的驱动信号由DSP的增强型EPWM模块产生，DSP发出的PWM信号传送给IGBT需要通过光耦隔离电路、IR2130驱动电路。 图5-4 TLP521光耦隔离电路 Fig. 5-4 optocoupler isolation circuit 隔离电路采用TLP521光耦，其电路如图5-4所示，图中光耦原边和副边两个地是隔离的，HIN1输出至IR2130驱动芯片的PWM输入侧。 IR2130驱动芯片电路如图5-5所示，DSP控制桥式电路IGBT门极的6路PWM信号经过光耦发送到IR2130的PWM输入侧。图中的HIN1、HIN2、HIN3为光耦输出的上桥臂的PWM信号，LIN1、LIN2、LIN3为光耦输出的下桥臂的PWM信号，H1、H2、H3为IR2130输出给上桥臂IGBT门极的PWM信号，L1、L2、L3为IR2130输出给下桥臂IGBT门极的PWM信号，VS1、VS2、VS3为上桥臂PWM信号的参考地，接在各自上桥臂IGBT的发射极，VS4为下桥臂PWM信号的参考地。电阻R32和R33位于强电线路中，应选用功率电阻或则康铜丝大功率采样电阻，并根据过流保护值的大小选取合适的阻值，保护原则是当ITRP对地电压大于0.5V时IR2130产生保护封锁PWM。 图5-5 IR2130驱动芯片电路 Fig. 5-5 IR2130 driver chip circuit 如图5-6所示为IGBT的外围电路，图中R11为开通电阻，R8为关断电阻，通常选取开通电阻大于关断电阻以避免弥勒效应导致的误导通。为了防止驱动电压过高，通常在IGBT门极和发射极并联齐纳二极管。由于IGBT的集电极通常接在高压上，因此通常在IGBT门极和发射极间并联10k欧姆的电阻以避免外加高压的干扰而引起的误触发，并且该电阻应尽量靠近门极和发射极放置， 门极驱动信号的接地点也应尽量靠近IGBT的发射极。 图5-6 IGBT外围电路 Fig. 5-6 IGBT peripheral circuit （3）采样及调理电路设计 交直流电压检测采用LEM公司的LV25-P电压传感器，该传感器原边额定电流为10mA，副边额定电流为25mA，原边和副边电流比例为2:5。如图5-7所示为LV25-P外围电路图，设置原边侧额定电压为300V，选用原边电阻R1为30k欧姆，副边通过电阻R2将电流信号转换为电压信号，电压关系满足： VF1=V AN/120。 图5-7 LV25-P电压传感器外围电路 Fig. 5-7 LV25-P voltage sensor peripheral circuit 对于三相市电输入或者逆变器输出，相电压有效值为220V，考虑一定余量， 设传感器测量的电压峰值最大为360V，电压传感器输出采样电压范围为±3V， 则通过如图5-8所示的调理电路将采样电压调整为DSP的ADC模块能够承受 的0到3V 。该调理电路调理关系式为： =2 VF VREF VIN + (5-1) 式中VIN 为送入DSP 的模拟电压，VREF 等于3V ，由电阻分压后接电压跟随电路产生。实际电压根据下式进行计算： 240*360real V VIN =- (5-2) 式中V real 为实际的电压大小。 图5-8 采样调理电路 Fig. 5-8 Sampling and conditioning circuit 图5-9 LAH25-NP 电流传感器外围电路 Fig. 5-9 LAH25-NP current sensor peripheral circuit 电流检测使用的是LEM 公司的LAH25-NP 电流传感器，按如图5-9所示LAH25-NP 接线方式，原边对副边的电流比为1000，对于20KV A 三相电源，设计允许最大电流有效值为35A ，则峰值应将近50A ，从而副边采用60欧姆的采样电阻较为合适，此时电流传感器采样输出电压范围为±3V ，从而同样可采取 图5-8所示的调理电路对输出电压进行调整。实际电流根据下式进行计算： 100503 real I VIN =- (5-3) 式中I real 为实际的电流大小。