ch1电力电子器件

基于GPIB接口及数字存储示波器的数据采集上海大学自动化系王道洪高艳霞（上海，200072）摘要本文首先简要介绍了GPIB接口及数字存储示波器的基本工作方式，然后给出了基于C++的通过GPIB接口实现微机与数字存储示波器之间的数据传输实施方案。

关键词GPIB接口;IEEE-488;数字存储示波器；1.引言随着科研和生产的现代化发展，对测试技术的要求也越来越高，而传统仪器那种独立使用、手动操作的模式，难以胜任这种复杂的多任务的测量要求。

近几年来，计算机技术得到了迅猛发展，其丰富的软、硬件资源以及低廉的价格，使得计算机在测试系统领域中发挥了极其重要的作用。

利用计算机实现对仪器的操作、控制，代替传统的人工操作方式，使用预先编制好测试程序，就可以排除人为因素造成的测量误差，实现自动测试，提高测试效率和精度。

从而使得计算机和测试仪器的通信成为一个必须解决的问题。

由于测试仪器种类繁多，无法对仪器的信号线的设置、逻辑电平和接口功能实行统一的标准。

美国NI(National Instruments)公司的GPIB接口卡使得这一问题得到了解决。

GPIB接口就像一座桥梁把可编程仪器与计算机紧密的联系起来，实现了两者之间的通信。

由于传输数据的快速性，使得GPIB卡在需要快速、大量传输数据的场合得到了广泛的应用。

本文所述的数据采集技术应用于电力电子器件参数自动辨识系统。

由于要采样波形的快速性，一般的数据采集卡难以满足要求。

这里示波器完成数据采集，GPIB卡完成数据传送，很好解决了数据采集及传输的快速性问题。

2．GPIB接口简介在1975年，IEEE采用了HP-IB的接口技术，形成了IEEE488国际标准，从而提出了GPIB(General Purpose Interface Bus)的名称。

GPIB是一个8位并行通用接口总线，其传输率达到1.5Mbyte/s；设备间最大距离不超过4m，平均距离不超过2m；系统可带14台设备；GPIB总线有8根数据线，3根挂钩线，5根接口管理线，8根地线。

励磁系统二次设备检修一、励磁系统概述（一）、检修范围本规程适用于我厂Q5S-O/U251-S6000励磁系统二次设备（包括励磁调节柜、磁场开关柜、励磁整流柜及相关电流电压回路设备）的定期检修。

Q5S-O/U251-S6000型号的说明：Q——四通道，双自动通道加两个独立的手动通道5——采用微处理器系统5000S——整流桥配置为标准型（n-1冗余，即当一个整流桥故障时，系统仍能够满足最大的励磁功率）O——无任何附加功能U2——整流桥型号UNL133005——运行的整流桥数目1——整流桥每臂一只可控硅，三相六脉冲S——单断口直流开关6000——直流开关的额定电流（二）、励磁系统简介我厂发电机励磁系统采用ABB公司的UNITROL-5000系统。

UNITROL-5000是UNITROL系列的第五代励磁调节器，用于同步发电机精致励磁系统。

励磁系统组成:本系统主要由机端励磁变压器、可控硅整流装置、自动电压调节器、灭磁和过电压保护装置、起励装置、必要的监测、保护、报警辅助装置等组成。

AVR采用双具通道数字式微机励磁调节器，有稳定发电机电压和合理分配无功以及提高电力系统稳定性的作用。

本调节器具有手动和双自动通道，各通道之间相互独立，可随时停用任一通道进行检修。

各备用通道可相互跟踪，保证无扰动切换。

AVR与DCS接口实现控制室内对AVR的远方操作。

励磁装置的电源取自连接在发电机出线上的功率整流变压器。

励磁系统的控制是由SCR整流桥回路的相位控制而得到的。

SCR的触发信号是由控制器中的数字调节器产生的。

在其余的控制选项中，主控制器CH1或主控制器CH2都可以是工作的主控制器，而通过软件自动监控这两个主控制器，以决定那一个应当是工作的主控制器，那一个是后备的主控制器。

两个独立的触发回路和自动跟踪的采用，保证了主、后备控制器之间的平稳切换。

从而控制发电机转子绕组的直流电压和直流电流。

（三）、UNITROL-5000 励磁系统概述UNITROL-5000 励磁系统的整个系统可分为四个主要部分：a) 励磁变压器( - T02 )b) 两套相互独立的励磁调节器（-A10，-A20）c) 可控硅整流桥单元–G31...... -G34d) 起励单元（-T03，-A03，-Q03）和灭磁单元（-Q02，-F02，-R02）在静态励磁系统（常称自并励或机端励磁）中，励磁电源取自发电机机端。

Power Electronics •电力电子Electronic Technology & Software Engineering 电子技术与软件工程• 239【关键词】DSP 技术 三相变流器 保护系统1 引言三相变流器系统主要实现交直流电能转换。

图书馆中随着重要直流装置的增多，以及直流电能要求的提高，三相变流器应用越来越广泛；然而当电网过电流、电网过电压、直流过流、直流过压及系统短路故障发生时，会直接影响系统安全，因此需要设计一种系统保护机制。

本文系统中采用高性价比DSP 处理器TMS320F2812，该处理器具有12位高精度ADC 和16路PWM 。

DSP 在电力系统正常时完成三相变流器系统控制，故障时完成三相变流器系统保护功能。

2 三相变流器保护系统方案和机理2.1 三相变流器系统结构三相变流器系统由一次回路和二次回路组成，其中一次回路由三相全桥IGBT 、直流电容、交流电感、三相变压器、接触器和驱动组成，二次回路由DSP 和信号检测调理组成。

三相变流器系统的交直流侧分别与电网和直流负载连接；DSP 采集交直流侧电压和电流，单周期内完成系统控制算法，输出PWM 信号并驱动IGBT ，以完成三相变流器系统控制任务；同时系统采用集成高速光耦的驱动器QP12W08S ，实现强弱电隔离，并驱动IGBT 。

2.2 系统保护方案和机理如图1所示，当电力系统中出现交直流基于DSP 技术的图书馆三相变流器保护系统文/王丽娟 王珊 周燕菲 孙晓婷过电压和过电流、直流过电压和过电流以及变流器系统短路等故障现象时，通过故障电流电压检测电路和驱动故障检测电路实现实时故障检测，并进行故障信号处理，在DSP处理器内将PWM 信号置低并通过IO 输出口驱动继电保护回路使三相变流器系统脱离电网系统以保护功率器件。

该保护方案由电压和电流故障检测电路、驱动故障检测电路、故障信号处理图1：系统结构和保护方案图2：交流电压电流故障检测电路（a）（b）图3：交流故障检测电路测试电力电子• Power Electronics240 •电子技术与软件工程 Electronic Technology & Software Engineering以及继电保护回路组成，其中继电保护回路主要由三极管、继电器和交流接触器等组成，主要功能在故障发生时通过继电器控制交流接触器将三相变流器系统从电网断开。

基于PT2202的24W AC-DC开关电源基本特性电流控制模式的反激式开关变换器交流90～264V，50～60Hz工作范围平均效率和待机功耗均超过能源之星V5.0标准自动恢复的过流及负载短路保护功能自动恢复的输出过压保护工作环境温度0～40℃，湿度20%～80%电原理图和实物照片电路如图1，交流侧输入有2A保险丝F1和抗浪涌负温度系数热敏电阻NTC1。

CX1和FL2组成差共模EMI滤波器，BD1是全桥整流器，C1为高压母线电容。

T1，Q1，D51组成反激式电路架构，U1为电流控制型PWM控制IC。

当接通交流市电，母线电压经由R3，R4为IC PT2202提供启动电流，当VCC电压达到芯片启动电压，芯片开始工作，随着输出电压的上升，当变压器辅助绕组正向电压超过芯片最低工作电压时，芯片供电电流开始主要由变压器辅助绕组供电。

二次侧芯片TL431提供反馈电压比较基准2.5V以及误差放大信号，经由光耦隔离放大，产生原边的反馈控制信号FB，作为电流内环的一个比较基准，控制原边MOS管的峰值电流，实现输出的恒压控制。

R7，R8用于设置MOS管最大峰值电流，实现限功率控制。

图1 电原理图图2是电源的实物照片，45个元件安装在70×42.5×25mm的环氧单面印制板上，PCB走线按照电力电子规范要求设计。

图2 实物照片电气参数和BOM电源主要电气参数如表1所示，表中开关频率为最高工作频率，满载测试条件。

在全电压输入范围内，实现额定功率24W输出，实际最大输出功率超过30W。

表2是详细的材料清单，为了保证质量，尽量选用推荐产商的元器件。

表1：电气参数表表2：材料清单序号元件名称型号厂商1 BD1 整流桥KBP206 PAN JIT2 C1 铝电解电容47uF/400V NICHICON3 C2 陶瓷电容2200pF/1KV AVX4 C31 陶瓷电容1uF/25V AVX5 C32 陶瓷电容22pF/50V AVX6 C33 铝电解电容22uF/50V NCC7 C51 陶瓷电容1000pF/1KV AVX8 C52 铝电解电容680uF/25V NCC9 C53 陶瓷电容100nF/25V AVX10 CX1 X 电容0.22uF/275V HUA JUNG11 CY1 Y 电容4700pF/250V MURATA12 D1 快速恢复二极管BYV26C VISHAY13 D31 快速恢复二极管FR107 VISHAY14 D51 肖特基二极管STPS41H100CT ST15 D52 发光二极管LED_0 EVERLIGHT16 F1 保险丝 2.5A/250V Cooper17 FL2 共模电感16mH18 Q1 功率场效应管FQP8N60 INFINEON19 R1，R2 SMD电阻1M（1206）TY-OHM20 R3，R4 SMD电阻560K（1206）TY-OHM27 R32 SMD电阻100K（0805）TY-OHM24 R33 SMD电阻47R（0805）TY-OHM25 R34 SMD电阻100R（0805）TY-OHM26 R35 SMD电阻0R（1206）TY-OHM21 R5，R6 SMD电阻200K（1206）TY-OHM28 R51 SMD电阻100R（1206）TY-OHM29 R52，R54 SMD电阻10K（0805）TY-OHM30 R53 SMD电阻1k（0805）TY-OHM31 R55 SMD电阻36K（0805）TY-OHM32 R56 SMD电阻9.1K（0805）TY-OHM22 R7 SMD电阻 6.2 1%（1206）TY-OHM23 R8 SMD电阻1R 1%（1206）TY-OHM33 NTC1 热敏电阻5ohm GE Infrastructure34 T3 变压器EI28 Crpowtech35 U1 控制芯片PT4201 Crpowtech36 U2 光耦PC817 VISHAY37 U3 稳压三极管TL431 ON工作波形1．稳态输出电压，纹波电压图3，图4分别为输入100Vac，输出为满载时输出电压波形和纹波电压波形。

IGCT中压大功率三电平功率单元试验方法王建峰;金雪峰;李晓燕;刘娜;鹿洪伟【摘要】介绍了一种适用于由集成门极换流晶闸管(IGCT)构成的三电平大功率中压变频系统相功率单元试验方法.根据该方法构成的试验系统由调压器、整流变压器、二极管整流桥、滤波电容、放电回路以及负载电感和电阻构成,测试中负载两端的电压、电流及频率均灵活可控,可以实现功率单元中单个功率器件或桥臂在多种工况下的开关特性试验,以及功率单元温升试验;该方法实现简单,在功率单元温升试验中,电路中主要为无功交换,系统的有功消耗很小.%A characteristics testing system for power unit of three-level (TL) medium voltage high power converter, which uses intergrated gate commutated thyristors (IGCT) as power switching devices, was proposed. The system consists of a variac, rectification switchgears, diode-rectifier. filter capacitors , discharging circuit, and inductive load. During test, the magnitude and frequency of voltage on load can be flexibly controlled. Therefore, switching characteristic test for the single device, leg, or whole unit, and the temperature rise test of the unit can be done under various desired operating mode. In addition, there is mostly reactive power flowing in the circuit. Active power loss of the system is very limited.【期刊名称】《电气传动》【年(卷),期】2012(042)007【总页数】4页(P20-23)【关键词】三电平;中压大功率;功率单元【作者】王建峰;金雪峰;李晓燕;刘娜;鹿洪伟【作者单位】天津电气传动设计研究所,天津300180;天津电气传动设计研究所,天津300180;天津电气传动设计研究所,天津300180;天津电气传动设计研究所,天津300180;天津电气传动设计研究所,天津300180【正文语种】中文【中图分类】TM406中高压大容量变频传动系统广泛应用于冶金、矿井提升、造纸、石油开采、船舶推进等多种工业场合［1］。

IGBT短路测试方法详解IGBT短路测试方法详解在开发电力电子装置得过程中，我们需要做很多得测试,但就是短路测试常常容易被忽略,或者虽然对装置实施了短路测试,但就是实际上并不彻底与充分。

下面2种情况比较常见:１、没有实施短路测试,a、因为觉得这个实验风险太大,容易炸管子,损失太大;b、觉得短路时电流极大,很恐怖;２、实施了短路测试,但测试标准比较简单,对短路行为得细节没有进行观察本文将详细介绍正确得,完整得短路测试方法,及判断标准。

?短路得定义（1):桥内短路(直通）命名为“一类”短路硬件失效或软件失效短路回路中得电感量很小(10０nH级）ＶCE sat 检测桥臂间短路（大电感短路)命名为“二类”短路相间短路或相对地短路短路回路中得电感量稍大（uH级得)可以使用Vcesaｔ，也可以使用霍尔,根据电流变化率来定这类短路得回路中得电感量就是不确定得一类短路测试得实施方法一:下图为实施一类短路测试时得示意图。

电网电压经过调压器,接触器,将母线电容电压充到所需要得值，再断开接触器。

上管ＩGBT得门极被关断,且上管用粗短得铜排进行短路。

对下管IGBT释放一个单脉冲,直通就形成了。

这就就是一个典型得一类短路测试。

一类短路测试得实施方法一得注意事项：该测试需要注意得事项:1、该测试得关注对象就是电容组，母排,杂散电感，被测IGBＴ;2 短路回路中得电感量很低,所以上管得短路排得电感量可以极大地影响测量得结果,因此绝不可忽视图中所示“粗短铜排”得长短与粗细;3、短路测试得能量全部来自母排电容组,通常来说，虽然短路电流很大,但就是因为时间极短,所以这个测试所消耗得能量很小,实验前后电容上得电压不会有明显变化;4、上管ＩGBＴ就是被一直关断得，但就是这个器件不可或缺,因为下管被关断后,短路电流还需要由上管二极管续流;5、该测试需要测量三个物理量,分别就是,下管得Ｖce,Vge,及Ic;6、电流探头需要测量图中Ic得位置,而不就是短铜排得电流,这两个位置得电流波形就是不同得;7、下管ＩGBT得脉冲需要严格控制,最开始实验可以使用10us，然后逐步增加；8、环境温度对实验结果有较大得影响,通常datａsｈeet给出得高结温得结果;对应用者而言，常温实验就是比较现实得；但低温时得短路测试会比较苛刻,如果系统规格有低温要求时,就是有必要进行测试得;９、在此实验前需要对直流母排得杂散电感有一定得评估，或者用双脉冲测试方法对IGＢT关断时得电压尖峰进行评估,以把握好短路时得电压尖峰,这个值可能会非常高；实验步骤及方法:１、在弱电情况下,确认所发单脉冲得宽度；2、将母线电压调至20~30V,发送一个单脉冲,此时也会发生短路,会有一定得电流,利用此步骤确认电流探头得方向及其她各物理量测量正确,同时确认示波器能正确捕捉该瞬间;这个步骤会比较安全;3、短路测试时,母线不宜过低,否则可能会见到一些奇异得震荡；对于1２00Ｖ得ＩＧBT,母线为５0０Ｖ起；1700V得IGＢT,母线为７００V起;３300V得ＩGBT,100０V 起;4、母线加到额定点,将进线接触器断开,放出单脉冲,装置会发出“咚”得一声响,确认示波器捕捉到该时刻；５、通常来说，如果一切都设置正确得话,短路测试就是很容易成功得,但也可能由于某些细节没有处理好,存在一定得几率,该测试会失败——这个IGBT会失效,并将电容得能量全部放掉,一般不会爆炸得很厉害;6、第一次发１０uｓ得脉冲实际上就是一种尝试性测试,其目得就是,在尽量低风险得情况下，对设备得短路性能进行最初步得摸底；7、如果第一次10us测试已经发现波形有问题,则需要整改;8、如果第一次10ｕs测试发现ＩGB没有发生退饱与现象，则可能意味着短路回路电感量太大，需要整改;9、如果第一次10us测试发现波形正常，可以脉冲延长至12us,再做,再延长到１5us,再做,如果发现驱动器释放出来得脉冲不再增长,则意味着驱动器对IGＢT进行了保护，否则,意味着驱动器保护电路设置有问题,需要整改;对结果得评判（１）下图为某一个测试结果,1、用电流得上升率di/dt求出短路回路中得全部电感量,再减去之前测出得杂散电感,就能得到插入得铜排得感量;2、关注短路电流得最高值,与dａtaｓheｅt中标注得值进行比较，就是否过高，电流就是否有震荡；3、从IGBＴ退饱与算起,至电流被关断,期间得时间就是否控制在１0uｓ内,这个条件就是不可以妥协得；某品牌１500A／３３00V得IGＢT得一类短路测试,Ｖｄc=22０0V,Tj=25℃,CONＣEＰT瑞士实验室红线:Ic蓝线:Vce绿线:Vge4、短路电流得峰值与门极钳位电路有很大得关系,如果门极钳位性能不好,短路电流峰值会很高;5、关注Vce电压,需要多久才退饱与,在关断时刻时，Vce电压尖峰有多高,就是否存在危险，有源钳位就是否动作；6、门极电压得评判需要比较谨慎，因为这个测试dｉ／dt及ｄu ／dt都很大,门极探头很容易测不准某品牌1500Ａ/33０0V得IGBT得一类短路测试,Vdc=2200Ｖ，Tj=2５℃,ＣONCEPT瑞士实验室红线:Ic蓝线：Vce绿线:Vgｅ另一个IGBT得测试结果:下图就是另外一个1700Ｖ得IＧＢＴ得一类短路测试结果。

地铁列车牵引变流器IGBT驱动电源设计黄涛;吕红强;张军贤【摘要】针对地铁列车牵引变流器IGBT(绝缘栅双极型晶体管)驱动电源要求性能稳定、可靠的特点,研制了基于控制芯片NCP1031反激型(Flyback)电源模块,并已通过了最后的调试.试验结果证明,此电源模块符合设计要求.【期刊名称】《城市轨道交通研究》【年(卷),期】2014(017)006【总页数】4页(P142-145)【关键词】地铁列车;牵引变流器;驱动电源【作者】黄涛;吕红强;张军贤【作者单位】中国南车南京浦镇车辆有限公司,210031,南京;中国南车南京浦镇车辆有限公司,210031,南京;中国南车南京浦镇车辆有限公司,210031,南京【正文语种】中文【中图分类】U231.8;TM46牵引变流器是地铁列车的核心装备，其技术复杂、可靠性要求高。

地铁列车牵引变流器主要采用IGBT(绝缘栅双极型晶体管)变流技术。

为牵引变流器设计一款性能可靠、稳定的IGBT驱动控制电源是保证牵引变流器可靠、稳定运行的一个重要环节。

本文根据牵引变流器IGBT驱动控制电源的要求，研制了基于NCP1031芯片的反激型电源模块作为牵引变流器的驱动控制电源。

NCP1031芯片是美国安森美公司生产的超小型单片式高压开关稳压器件，其性能稳定、可靠，是一款使用广泛的电源模块控制芯片。

1 NCP1031芯片的介绍NCP1031芯片具有内部启动稳压器，直接采用输入电压进行供电，还集成门驱动和200 V电源开关，从而有效地降低了电磁干扰(EMI)。

其中的电源开关电路采用SENSEFETTM技术来监控漏电流(NCP1031芯片的漏电流限制阈值为0.5 A)，用于提升能效。

总的来说，NCP1031芯片内部结合了1个PWM(脉宽调制)控制器、1个开关管、1个高效高压启动电路、1个保护电路。

NCP1031芯片采用SO－8(贴片8脚)封装，其内部电路框图如图1所示。

NCP1031芯片内部具有电流限制带自适应前沿消隐(LEB)电路，从而不需外部传感元件;内部误差放大器可做隔离或非隔离应用，高达1 MHz的可编程工作频率减小了磁性元件的尺寸。

微电机MICROMOTORS第54卷第4期2021年 4月Vol. 54. No.4Apo.2021一种抑制永磁直流无刷电机泵类负载停机反转的方法唐煌生，张朝晖，祝恒洋(西安微电机研究所，西安710077)摘 要：介绍一种抑制永磁直流无刷电机泵类负载停机反转的方法。

永磁直流无刷电机泵类负载在停机后发生反转会产生高电压，该电 对控 供电电 $本文通过 对 流无刷电机泵类负载反转进行抑的方案进行了 析。

关键词：流无刷电机；抑制；泵类负载停机反转中图分类号：TM36 + 1 ； TP273 文献标志码：A文章编号：1001-6848(2021)04-0099-04Method of Restraining Geverse Rotation of Permanent Magnet BrushlessDc Motor After Pump Load ShutdownTANG Huangsheng , ZHANG Zhaohui , ZHU Hengyang (XV - an Micromo0s Researct Instit*t0, XV - an 710077 , China )Abstract : This paper introduced the method of suppossing the load oversat of pump type by peoianent magnetboushee s DCmotoo.When thepump typeeoad oPpeomanentmagnetboushee s DCmotoooeeeosesateopoweoaoeuoe , otwo e pooducehogh eoetage , whoch wo e damagethecontoo e oand thos papeo , theschemeosanaeyeed on detaoe.thoough the case oPpe omanen tmagne tb oush ee s DC mo to opump typeeoad oneeosoon suppoe s oon theschemewasanaeyeed on detaoe.Key wordt : PM Boushee s DCmoteo ； Suppee s oen ； Pump typeeoad oneeosoon从转子施加驱动力矩，使泵完成吸气、压缩、排气,实 从进口向空的功能。

基于能量平衡的电能路由器综合控制技术冯高辉;赵争鸣;袁立强【摘要】电能路由器由多级电力电子变换单元组合而成,利用各级单元之间的能量传递关系实施综合控制可以提高电能路由器内部直流母线电压的瞬态性能,进而提高电能路由器的瞬态性能.本文首先建立电能路由器的能量模型,然后建立两条不同时间尺度的能量支路,根据其中的能量平衡关系分别设计了控制两级母线电压的能量平衡控制器,同时根据拓扑中各个级联模块之间的能量关系设计了用于级联模块的均压控制器.之后,对于实际系统中无源器件的参数差异对控制模型的影响进行分析,最后给出了基于能量平衡关系的电能路由器的并网运行综合控制策略.仿真结果证明了所提能量平衡控制方法的有效性,并分析了两级母线电容值变化分别对各自母线电压瞬态值的影响,说明采用能量平衡控制可以减少母线电容的设计余量.实验结果验证了理论分析和仿真结果的正确性.%Electric energy router is made up of multi-stage power electronics units. According to the energy relationship of each unit, the integrated control is used to improve the transient performance of the internal DC bus voltage, thereby improving the output transient performance. The energy model of electric energy router is proposed in this paper. This model is divided into two time scales of energy branches. Different energy balance controllers are designed according to the energy relationship of different time scales for controlling the two DC bus voltages. The influence of the parameter difference of passive elements in energy real system on the control performance is analyzed. After that, the whole control diagram of the electric energy router is introduced when it is connected to the grid. The simulationresults verify the effectiveness of the energy balance control, and analyze the impacts to the DC bus voltage transient performance when the two DC bus capacitances are changed. Thus, it supplies the foundation for reducing the design margin of the DC bus capacitance. The experimental results verify the correctness of the theoretical analysis and the simulation results.【期刊名称】《电工技术学报》【年(卷),期】2017(032)014【总页数】11页(P34-44)【关键词】电能路由器;能量模型;时间尺度;能量平衡控制【作者】冯高辉;赵争鸣;袁立强【作者单位】清华大学电机系电力系统及发电设备控制和仿真国家重点实验室北京 100084;清华大学电机系电力系统及发电设备控制和仿真国家重点实验室北京100084;清华大学电机系电力系统及发电设备控制和仿真国家重点实验室北京100084【正文语种】中文【中图分类】V242.4+32随着新能源并网设备的增多，能源互联网已经成为新一代能源传输和消费的发展趋势。

紧凑型全桥DC-DC隔离电源设计电路原理图新型电力电子器件IGBT作为功率变换器的核心器件，其驱动和保护电路对变换器的可靠运行至关重要。

集成驱动是一个具有完整功能的独立驱动板，具有安装方便、驱动高效、保护可靠等优点，是目前大、中功率IGBT驱动和保护的最佳方式。

集成驱动一般包括板上DC-DC隔离电源、PWM信号隔离、功率放大、故障保护等4个功能电路，各功能电路之间互相配合，完成IGBT的驱动及保护。

输入电源为板上原边各功能电路提供电源，两路DC-DC隔离电源输出分别驱动上、下半桥开关管，同时为IGBT侧故障检测和保护电路提供电源，因此集成驱动板上电源是所有电路工作的前提和基础。

文中的半桥IGBT集成驱动板需要两组隔离的正负电压输出，作为IGBT的驱动及保护电路电源。

由IGBT的驱动特点可知，其负载特性类似于容性负载，要达到可靠、快速的开通或关断，就要求电源具有很好拉／灌电流能力，即良好的动态特性。

半桥IGBT由上、下两路开关管组成，型号相同，导通、关断的驱动电压、电流特性一致，作为双路隔离DC-DC电源的负载，其负载特性是稳定的。

因此可以设计两路隔离电源，按照所要驱动的最大负载设计，不需要进行反馈控制。

实际设计时必须依据选用的IGBT开关管参数和工作频率，核算驱动板电源功率是否满足，若不满足，则需重新选用开关管。

1IGBT半桥集成驱动板电源设计1．1IGBT半桥集成驱动板电源特点电力电子变换拓扑中，以半桥IGBT为基本单元进行的拓扑设计最为广泛，相应地对其有效驱动和可靠保护由半桥IGBT集成驱动板实现。

半桥IGBT集成驱动板自身必须具备两路DC-DC隔离电源，该电源要求占用PCB面积小、体积紧凑、可靠性高，并且两组电源副边完全隔离。

在大功率半桥IGBT集成驱动单元的项目中，针对驱动单元需要高效、可靠的隔离电源，设计了一种电源变压器原边控制拓扑，即两组隔离电源变压器原边共用一组全桥控制的思路，提高了电源功率密度和效率，节省了功率开关数量。

实验三十八 移相全桥零电压开关电路实验（电力电子学—检测技术综合实验）一、实验原理1．移相全桥零电压开关电路结构移相全桥电路是一种软开关电路。

移相全桥电路的基本电路如图38-1所示。

该变换器由四个开关管组成全桥电路，特点是利用变压器原边漏感（或原边串联电感Lr）和开关管的寄生电容来实现零电压开关ZVS，从而有效地降低了电路的开关损耗和开关噪声，减少了器件开关过程中产生的电磁干扰。

RL图38-1 移相全桥零电压开关变换器结构其中的S1，S2称为领先桥臂，其导通利用变压器漏感和滤波电感的能量，滤波电感一般臂变压器漏感大得多，较容易实现零电压开关。

S3和S4组成滞后桥臂，其开通仅能利用变压器漏感和谐振电感获得能量。

电路中开关器件的控制波形采用恒频移相控制方式，每对桥臂的两个开关器件成180°互补导通，而通过改变不同桥臂之间对角开关管的驱动信号移相角α的大小来实现输出电压的调节。

当α＝180°时，S1和S3或S 2和S4 同时导通，输出电压为零；当α＝0°时，S1 和S4或S2 和S3 同时导通，输出电压达到最大值。

图38-2 移相全桥零电压开关电路的控制驱动信号2. 控制电路核心——UC3875芯片的工作原理简介(1)芯片电路图和引脚图38-3 UC3875的内部结构图UC3875芯片是美国UNITRODE公司生产的移相式PWM控制集成电路, 其核心是相位调制器，其A输出信号与B输出信号反相，C输出信号与D输出信号反相，A、C输出信号的相位移和B 、D 输出信号相位移相同。

该电路中具有独立的过电流保护，欠电压封锁电路。

A/B 、C/D 两对半桥都有可以单独调整死区时间。

集成电路还内置带宽超过7MHz 的误差放大器，一个5V 基准源，软启动，斜坡电压发生器和斜率补偿电路。

图38-4 移相控制器UC3875引脚图(2) UC3875引脚和控制电路设计说明1脚：5V 参考电压输出；2脚：内部误差放大器的输出端，该引脚输出低于1V 时，驱动信号的移相脚强制设置为；0o3脚：运放反向输入端(-),接变换器输出电压作为反馈， 2脚与3脚之间接电容和电阻,形成闭环PI 调节器，稳定输出电压；4脚：运放同向输入端(+) ,接入给定电压信号,以控制输出电压大小；5脚：电流检测,可实现过电流保护，芯片内部有一个电流比较器该引脚输入电压超过2.5V ,UC3875自动封锁所有输出引脚，四路输出全部输出低电平;6脚：软起动，芯片内部在上电后用9uA 恒流源给其充电，可接入一个电容，开机自动充电到4.8V ，实现变换器的软启动;7脚：C/D 两功率管的延迟，设置滞后桥臂的死区时间，并联接入电容电阻到地：/(62.512)th delay DS R T V e =−15脚：A/B 两功率管的延迟信号, 设置滞后桥臂的死区时间，用法同7号脚； 16脚：开关频率设置端，并联接入电容、电阻到地，开关频率公式f = 4/RC 。

第一章电力电子变换和控制技术导论1、电源可分为两类：直流电（D.C），频率f=0 ；交流电（A.C），频率f≠02、利用开关器件实现电力变换的基本原理：答案见第二版第七页。

（可省略写关键点不能少）3、AC/DC基本整流电路工作（控制）方式：相控整流、PWM（脉冲宽度调制）控制整流。

04、DC/AC基本逆变电路工作方式：方波、PWM5、AC/AC直接变频、变压电路工作方式：周期控制6、DC/DC直流变换电路：PWM、PFM.。

7、课本第十五页：在图1.8（a）中(1)、(2)、(3)三条8、电力变换类型：*******************************************************************************1、电力技术、电子技术和电力电子技术三者所涉及的技术内容和研究对象是什么？三者的技术发展和应用主要依赖什么电气设备和器件？电力技术涉及的技术内容：发电、输电、配电及电力应用。

其研究对象是：发电机、变压器、电动机、输配电线路等电力设备，以及利用电力设备来处理电力电路中电能的产生、传输、分配和应用问题。

其发展依赖于发电机、变压器、电动机、输配电系统。

其理论基础是电磁学(电路、磁路、电场、磁场的基本原理)，利用电磁学基本原理处理发电、输配电及电力应用的技术统称电力技术。

电子技术，又称为信息电子技术或信息电子学，研究内容是电子器件以及利用电子器件来处理电子电路中电信号的产生、变换、处理、存储、发送和接收问题。

其研究对象:载有信息的弱电信号的变换和处理。

其发展依赖于各种电子器件（二极管、三极管、MOS管、集成电路、微处理器电感、电容等）。

电力电子技术是一门综合了电子技术、控制技术和电力技术的新兴交叉学科。

它涉及电力电子变换和控制技术，包括电压（电流）的大小、频率、相位和波形的变换和控制。

研究对象：半导体电力开关器件及其组成的电力开关电路，包括利用半导体集成电路和微处理器芯片构成信号处理和控制系统。

I型NPC式三电平变流器中点电位平衡控制的研究与实现綦慧;卢昭禹【摘要】With the development of clean energy, more requirements for high voltage electricity transmission and distribution are proposed. The I-type diode neutral point clamped (NPC) three-level converter is practical used for its high capacity and low device voltage stress. In this paper,three-level space vector pulse width modulation (SVPWM) and the direct current control at fixed frequency based on the rotational coordinates (dq) are adapted in the converter. The neutral point voltage (NPV) imbalance is specifically analyzed to design a control method. This method does not need any additional hardware circuit. Results of simulation and experiments have demonstrated the feasibility and superiority of the proposed approach.%随着清洁能源技术应用领域的不断扩大，对高压输/配电技术提出了更高要求。

为此， I型二极管钳位式（NPC）三电平变流器以输出功率大、器件电压应力低等特点逐渐进入了实用阶段。