電源適配器功率變換部分

本電源適配器電路功率變換部分采用1GBT模塊組成半橋式電路,如圖?此部分是電源適配器的核心,其性能的好壞直接影響整個電源的性能與可靠性?

電源適配器功率變換部分電路圖

  (1)電源適配器主電路

  經過三相全波整流后約560V直流電壓經輸入濾波電容C2?C3分壓,它們各承受約280V電壓?當VT的門極電壓Uc達到一定電平值時,VT1導通,電容器C2經過VT1的漏極源極,變壓器T的初級繞組放電,給次級傳遞能量?當VT1截止時,VT2的門極電壓Uc也達到一定的電平值,使VT2由截止轉為導通,電容器C3經T的初級繞組及VT2的漏極一源極放電,給次級傳遞能量?為了避免VT1與VT2同時導通造成直通故障而損壞VT1和VT2,必須要保證VT1和VT2的門極驅動電壓有一個共同截止的時間,稱為控制脈沖的“死區”時間,要求“死區”時間必須大于VT1和VT2的較長導通飽和延遲時間

  (2)電源適配器RC緩沖電路

  如圖8-14所示,以VT1為例,當VT1截止時,電容器C4通過R4充電,當VT1導通時,電容器C4經R4放電,盡管RC緩沖電路消耗了一定量的功率,但卻減輕了開關管關斷瞬間的電壓應力?

  RC電路必須要保證以下兩點:一是在開關管截止期間,必須能使電容器充電到接近UDs電壓;二是在開關管導通期間,必須使電容器上的電荷經過電阻全部放掉

  (3)電源適配器門極抗干擾鉗位保護電路

  如圖8-14所示,并聯在IGBT門極與發射極之間的穩壓管,極性相反,串聯在一起使用,其目的是把門極正向電壓限制在20V以內,負偏壓限制在15V以內?這樣,把加在門極的電壓鉗位到預定電平,從而有效地消除了干擾在驅動電路中產生的尖峰電壓信號對IGBT的潛在危害?

設計12V電源適配器驅動電路的一些注意事項如下：
1）連線長度應盡量減少與IGBT模塊各管腳的連線長度，尤其是門極引線的長度。如果實在無法減少其長度，可以用小磁環或一個小電阻與門極串聯。這兩個元件應盡量靠近模塊門極，它們可以消除寄生震蕩。
2）精心布局器件盡量作到完全對稱，連線盡量同長度并且盡量減短加粗，盡可能用多股絞線。
3）泄放電阻在IGBT的門極與源極之間，應加11kΩ的泄放電阻。
4）正偏電壓UGS的影響當UGS增加時，開通時間縮短，因而開通損耗減少，UGS的增加雖然對減小通態電壓和開通損耗有利，但是UGS不能隨意增加，當增加到一定程度后，對IGBT的負載短路能力以及dv/dt有不利影響，本電路采用UGS=15V。
5）負偏電壓－UGS的影響負偏電壓是很重要的門極驅動條件，它直接影響IGBT的可靠運行。過高的dv/dt會產生較大的位移電流，使門極源極之間的電壓上升，并超過IGBT的門極閾值電壓，于是產生一個較大的漏極脈沖浪涌電流，過大的漏極浪涌電流會使IGBT發生不可控的擎住現象，為了避免IGBT發生這種誤觸發，可在門極加反向偏置電壓，本電路加－UGS=－12V電源適配器。
6）門極電阻的影響門極電阻選用的原則為，在開關損耗不大的情況下，應選用較大的門極電阻，但當門極電阻增加時，IGBT的開通與關斷時間增加，進而使每脈沖的開通能耗EON和關斷能耗EOFF也增加，所以綜合考慮電源適配器電路采用51Ω。