理论教育 六开关三相逆变器的拓扑和驱动方案

六开关三相逆变器的拓扑和驱动方案

时间:2023-06-15 理论教育 版权反馈
【摘要】:图12-24 常规六开关三相无刷电机结构框图图12-24给出了常规六开关三相逆变器的拓扑结构图。图12-24是采用六个N沟道功率MOSFET逆变桥,上桥臂栅极驱动电压要高于逆变桥直流电源的正电压,需要多路栅极驱动电源。也可采用一片IR2130的栅极驱动。[1]六开关120°导通三相无刷电机工作时的相电流、反电动势和转子位置信号间的关系如图12-25所示。表12-1给出了通常情况下六开关逆变器和无刷电机的工作状态。

六开关三相逆变器的拓扑和驱动方案

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图12-24 常规六开关三相无刷电机结构框图

图12-24给出了常规六开关三相逆变器拓扑结构图。现代的中小功率三相逆变器常采用六个功率MOSFET单管和六个续流二极管构成,也有采用集成的功率开关的。续流二极管采用快速恢复二极管效果较好。功率MOSFET分为N沟道和P沟道两种。图12-24是采用六个N沟道功率MOSFET逆变桥,上桥臂栅极驱动电压要高于逆变桥直流电源的正电压,需要多路栅极驱动电源。为了简便起见,可采用专门的栅极驱动集成电路,例如图12-34所示的采用三片IR2110是常用的栅极驱动方案。也可采用一片IR2130的栅极驱动。其最大优点是只需要一路驱动用直流电源,对上桥臂N沟道的栅极驱动电源由内部自举电路产生。在小功率三相逆变桥,上桥臂可采用三个P沟道MOSFET,这样,栅极驱动可以用分立的晶体管电路构建,无需专门的栅极驱动电源,节省成本,例如参考文献[1]的图3-132,就是这样电路的一个例子。为了节省成本,有些小功率逆变桥开关管不外接续流二极管,用MOSFET内部二极管代替。

大功率的系统则采用六个IGBT单管或IGBT智能功率模块。它们也有专门的栅极驱动集成电路可选用。[1]

六开关120°导通三相无刷电机工作时的相电流、反电动势和转子位置信号间的关系如图12-25所示。表12-1给出了通常情况下六开关逆变器和无刷电机的工作状态。(www.daowen.com)

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图12-25 常规六开关反电动势、相电流和转子位置信号波形

表12-1 六开关逆变器的工作状态

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