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逆变器控制电路的保护电路逆变器控制电路中的保护电路，可分为逆变器保护和异步电动机保护两种，保护功能如下：（1）逆变器保护①瞬时过电流保护，用于逆变电流负载侧短路等，流过逆变电器回件的电流达到异常值（超过容许值）时，瞬时停止逆变器运转，切断电流，变流器的输出电流达到异常值，也得同样停止逆变器运转。
②过载保护，逆变器输出电流超过额定值，且持续流通超过规定时间，为防止逆变器器件、电线等损坏，要停止运转，恰当的保护需要反时限特性，采用热继电器或电子热保护，过载是由于负载的GD2（惯性）过大或因负载过大使电动机堵转而产生。
③再生过电压保护，应用逆变器使电动机快速减速时，由于再生功率使直流电路电压升高，有时超过容许值，可以采取停止逆变器运转或停止快速的方法，防止过电压。
④瞬时停电保护，对于毫秒级内的瞬时断电，控制电路工作正常。
但瞬时停电如果达数10ms以上时，通常不仅控制电路误动作，主电路也不供电，所以检测出后使逆变器停止运转。
⑤接地过电流保护，逆变器负载接地时，为了保护逆变器，要有接地过电流保护功能。
但为了保证人身安全，需要装设漏电保护断路器。
⑥冷却风机异常，有冷却风机的装置，当风机异常时装置内温度将上升，因此采用风机热继电器或器件散热片温度传感器，检测出异常后停止逆变电器工作。
（2）异步电动机的保护①过载保护，过载检测装置与逆变器保护共用，但考虑低速运转的过热时，在异步电动机内埋入温度检出器，或者利用装在逆变器内的电子热保护来检出过热。
动作过频时，应考虑减轻电动机负荷，增加电动机及逆变器的容量等。
②超速保护，逆变器的输出频率或者异步电动机的速度超过规定值时，停止逆变器运转。
（3）其他保护①防止失速过电流，加速时，如果异步电动机跟踪迟缓，则过电流保护电路动作，运转就不能继续进行（失速）。
所以，在负载电流减小之前要进行控制，抑制频率上升或使频率下降。
对于恒速运转中的过电流，有时也进行同样的控制。
②防止失速再生过电压，减速时产生的再生能量使主电路直流电压上升，为防止再生过电压电路保护动作，在直流电压下降之前要进行控制，抑制频率下降，防止不能运转（失速）。
三电平npc逆变器硬件设计
三电平NPC逆变器是一种高性能的逆变器拓扑结构，它在电
力电子领域得到了广泛的应用。
下面是三电平NPC逆变器的
硬件设计方案：
1. 选择功率器件：根据设计需求选择合适的功率器件，通常使用IGBT（绝缘栅双极型晶体管）或MOSFET（金属氧化物半
导体场效应管）作为开关管，整流器使用快恢复二极管（FRED）。
2. 控制电路设计：三电平NPC逆变器需要精确的电流和电压
控制，因此需要设计控制电路来实现这些功能。
可以使用微控制器或DSP芯片来实现控制算法，同时需要采用传感器来获
取电流和电压信息。
3. 电源电压设计：三电平NPC逆变器通常使用直流输入电压，因此需要设计适当的电源电压。
可以使用整流器将交流电转换为直流电，然后通过滤波器进行滤波。
4. 电路保护设计：在设计过程中，需要考虑逆变器的电路保护，以保证逆变器在故障情况下的安全运行。
常见的保护措施包括过压保护、过流保护、短路保护等。
5. PCB设计：将上述所有电路元件和电路连接在一起，设计PCB板以实现电路的布线和连接。
需要注意布线的合理性和
有关信号的屏蔽，以减少干扰和噪声。
6. 散热设计：由于三电平NPC逆变器在工作过程中会产生大
量的热量，因此需要进行散热设计来保持逆变器的工作温度在可接受范围内。
可以使用散热片、散热器等散热设备来提高散热效果。
总之，三电平NPC逆变器的硬件设计需要综合考虑功率器件、控制电路、电源电压、保护措施、PCB设计和散热设计等多
个方面。
需要根据具体的设计需求和要求进行设计。
buck型dc-dc变换器中保护电路的设计buck型DC-DC变换器广泛用于电源供电系统、电动汽车和太阳能电池等应用中。
在使用过程中，由于输入电压的变化、电流过载、短路等因素可能导致变换器的故障或损坏。
为了保护变换器及其连接的电路，设计有效的保护电路是至关重要的。
首先要保护的是输入端的电路，常见的保护电路包括过压保护和过流保护。
过压保护主要是通过输入电压检测电路来监测输入电压，一旦输入电压超过设定值，保护电路将切断输入电源，以防止变压器和其他电路被损坏。
过流保护则采用电流检测电路来监测输入电流，一旦输入电流超过设定值，保护电路将切断输入电源，防止变压器和电源电路受到额定电流以外的过大电流的损坏。
在输出端，常见的保护电路包括过压保护、过流保护和短路保护。
过压保护通常使用电压检测电路来监测输出电压，一旦输出电压超过设定值，保护电路将切断输出电源，以防止负载和其他电路被损坏。
过流保护同样采用电流检测电路来监测输出电流，一旦输出电流超过设定值，保护电路将切断输出电源，防止负载和电源电路受到过大的电流的损坏。
短路保护是最常见的保护电路，它主要通过短路检测电路来检测输出端是否出现短路。
一旦短路发生，保护电路将切断输出电源，以防止损坏变压器和其他电路。
此外，为了保护变压器的绝缘性能，在变压器的输入和输出端都需要设计绝缘保护电路，通常是使用绝缘变压器或光耦合器来实现。
为了确保电路的稳定工作和提高变换器的效率，还可以设计过温保护电路。
过温保护电路可以通过温度传感器实时监测变换器内部的温度，一旦温度达到设定值，保护电路将切断输入电源，以防止温度过高引起的故障或损坏。
另外，还可以考虑设计过载保护电路和反馈保护电路。
过载保护电路可以检测输出电流是否过大，一旦超过设定值，保护电路将采取控制措施，减小输出电流以避免过载。
反馈保护电路可以通过比较输出电压与参考电压的差异来检测电路的故障，一旦差异超过设定值，保护电路将切断输入电源。
buck型dc-dc变换器中保护电路的设计Buck型DC-DC变换器是一种常见的降压型电源转换器，广泛应用于各种电子设备中。
在进行Buck型DC-DC变换器的设计过程中，保护电路的设计非常重要，可以保护变换器及其他电路不受损坏，保证电源系统的正常运行。
保护电路主要包括输入端和输出端的保护。
在输入端，保护电路的设计主要是为了防止输入电压过高或过低、瞬时过流和输入短路等情况对变换器产生不利影响。
一般情况下，设计输入端的保护电路主要包括过压保护、欠压保护和输入限流等功能。
首先，过压保护是为了防止输入电压超过变换器的额定输入电压范围，对于Buck 型DC-DC变换器来说，一般输入电压范围是相对稳定的，因此可以通过过压保护电路检测输入电压，并在超过设定阈值时触发保护措施，例如通过断开输入电源或者切断输入端的电流流通路径等方式。
其次，欠压保护是为了防止输入电压过低而影响Buck型DC-DC变换器的正常工作。
一般来说，欠压保护可以通过监测输入电压并在低于设定阈值时触发保护措施，如停止输出电流或关闭整个变换器等方式。
最后，输入限流是为了防止输入电流瞬时过高而损坏Buck型DC-DC变换器。
输入限流电路主要通过设置合适的电流检测电阻和比较器等元件来实现，当输入电流超过预设阈值时，可以通过控制开关管或采取其他措施限制输入电流值。
在输出端，保护电路的设计主要是为了防止输出端负载短路、过载和过压等情况对Buck型DC-DC变换器产生不利影响，同时保护被供电电路不受损坏。
首先，负载短路保护是为了防止输出端负载短路时产生大电流对Buck型DC-DC 变换器和被供电电路造成损坏。
负载短路保护电路主要包括电流检测电阻、比较器和限流电路等元件，当输出电流超过设定阈值时，保护电路会采取相应的控制措施，如限制电流或断开输出电源等。
其次，过载保护是为了防止输出端负载电流过大而超过Buck型DC-DC变换器的额定输出能力，导致器件及电路故障。
电路原理是指通过一定的电子器件和元件组合，实现将直流电能转换为交流电能的过程。
72v转220v逆变器电路原理是通过特定的电路设计和控制，将输入的低电压直流电能转换为高电压交流电能的过程。
1. 逆变器基本原理逆变器是一种电力电子器件，其基本原理是利用器件的开关特性和控制电路，将直流电源转换为交流电源。
通过控制开关管的通断，可以实现对直流电压的快速开关，从而产生一定频率和幅值的交流电压波形。
2. 72v转220v逆变器电路结构在72v转220v逆变器电路中，主要包括输入端的整流电路、中间直流母线、输出端的逆变电路和控制电路。
整流电路用于将交流电源转换为直流电压，直流母线起到储能和输送电能的作用，逆变电路通过控制开关管的导通和关断实现高压交流输出，控制电路负责对整个系统进行智能化控制和保护。
3. 逆变器工作原理当输入为72v的直流电压时，整流电路将其转换为稳定的直流电压，经过滤波电路得到纯净的直流电压，供给逆变电路。
逆变电路通过控制开关管的导通和关断，将直流电压转换为高压220v的交流电压，从而实现对电能的转换和输送。
4. 控制电路设计控制电路是逆变器中非常重要的部分，它负责对整个系统进行智能化控制和保护。
控制电路根据输入电压和负载情况，动态调整开关管的开关频率和占空比，实现对输出电压和频率的精确控制。
控制电路还需要对系统进行各种保护，如过载保护、短路保护、过温保护等，确保逆变器的安全可靠运行。
5. 逆变器电路元器件选择在设计72v转220v逆变器电路时，需要选择合适的元器件和器件参数。
如整流电路中的二极管和滤波电容，逆变电路中的IGBT或MOSFET开关管，控制电路中的微控制器和传感器等。
这些元器件的选择将直接影响到逆变器的性能和稳定性。
通过以上内容的分析，我们可以清晰地了解72v转220v逆变器电路的工作原理和结构设计，以及逆变器电路中各个部分的功能和作用。
逆变器作为一种重要的电力电子设备，广泛应用于太阳能发电、风能发电、变频空调、UPS电源等领域，对于提高能源利用效率和提升电能质量都起到了重要作用。
逆变器规范书逆变器规范书1. 引言逆变器是将直流电转换为交流电的设备。
它广泛应用于太阳能发电、风能发电等可再生能源系统中，将可再生能源转换为供电网络能够接受的交流电。
为了确保逆变器的安全性、稳定性和可靠性，在设计、制造和安装逆变器时，需要遵循一定的规范。
本文档旨在提供逆变器规范的相关要求和指导，以确保逆变器的性能和质量符合预期，同时保障使用者的安全。
2. 设计规范2.1 输入电压范围逆变器的输入电压范围应符合设计要求，并标明明确的工作电压范围。
输入电压在工作电压范围内保持稳定，对于逆变器的性能和寿命有重要影响。
2.2 输出电压和频率逆变器的输出电压和频率应符合相应的电网要求。
输出电压应稳定在额定值范围内，并具备一定的调节能力，以适应电网负载的变化。
2.3 效率要求逆变器的效率是衡量其能量转换效率的重要指标。
设计中应力求提高逆变器的效率，以最大限度地转换可再生能源的电能。
2.4 电气安全逆变器的电气安全是保障用户安全的重要条件。
设计中应考虑电缆接线、绝缘、漏电保护等因素，确保逆变器在正常工作情况下不会造成电气危险。
2.5 环境适应性逆变器应具备一定的环境适应性，能够适应不同的气候条件、工作温度范围和湿度要求。
此外，逆变器还要具备一定的抗震、防尘和防水能力，以确保在恶劣环境下仍能正常工作。
3. 制造规范3.1 材料选择在制造逆变器时，应选择符合相关标准要求的材料，确保逆变器的机械、电气性能和使用寿命。
3.2 零部件质量控制制造过程中，应对逆变器的每个零部件进行质量控制，包括严格的原材料采购、检测和筛选。
同时，还应对关键零部件进行耐久性测试，确保其在长时间使用下的可靠性。
3.3 制造工艺制造过程中应遵循相关的工艺规范，包括焊接、封装、印刷电路板等工艺环节。
应采用先进的制造技术和设备，保证逆变器的制造质量。
3.4 产品标识每个逆变器产品都应有清晰可见的产品标识，包括产品型号、生产日期、制造商信息等。
产品标识应牢固可靠，不易磨损和褪色。
逆变器设计方案引言逆变器是一种将直流电转换为交流电的设备，广泛应用于太阳能发电、风能发电等领域。
本文将详细介绍一个逆变器的设计方案，包括硬件选型、逆变器拓扑结构、控制策略等内容。
硬件选型处理器在逆变器的设计中，选择一个合适的处理器是非常重要的。
我们选用了一款高性能的32位ARM处理器，拥有较高的计算能力和较低的功耗。
此外，这款处理器还支持多种通信接口，包括UART、SPI和CAN总线，方便与其他设备进行通信。
电源模块逆变器需要稳定的电源供应，因此我们选用了高效的开关电源模块。
这种模块能够将输入电压稳定为所需的输出电压，并具有较高的转换效率和较低的功耗。
采用这种模块可以减少能量损失并提高逆变器的整体性能。
电路保护为了保护逆变器和其他设备的安全，我们在设计中添加了多种电路保护措施。
包括过压保护、欠压保护、过流保护和过温保护等功能。
当电压、电流或温度超出设定范围时，逆变器将自动断开输出，以避免设备损坏或安全事故发生。
逆变器拓扑结构单相逆变器我们选择了单相逆变器作为设计方案。
单相逆变器适用于小功率应用，如家用太阳能发电系统。
它具有简单的拓扑结构和较低的成本，易于实现和维护。
H桥拓扑在单相逆变器中，我们采用了H桥拓扑结构。
H桥由四个开关和两个输出端口组成。
开关的开关状态控制输出电压的正负极性，从而实现从直流到交流的转换。
H桥拓扑结构简单可靠，适用于小功率应用。
控制策略PWM调制在逆变器的控制中，我们采用了脉冲宽度调制（PWM）技术。
PWM技术可以通过调整开关的开关时间来控制输出电压的幅值和频率。
我们使用了一种先进的PWM控制算法，以提高逆变器的输出质量和效率。
PI控制为了实现逆变器的稳定控制，我们使用了PI控制算法。
PI控制可以根据输出电压和参考电压之间的差异来调整开关的开关时间。
这种控制算法具有良好的响应速度和较小的稳态误差，可以保证逆变器的输出电压稳定在设定值附近。
性能测试为了验证设计方案的可行性和性能，我们进行了一系列的性能测试。
逆变器过流保护配置
1. 额定电流设定，首先，需要根据逆变器的额定电流和工作环
境的实际情况，设定逆变器的额定电流数值。
这个数值应该考虑到
逆变器能够正常工作的最大电流范围，以及相关设备的额定电流和
过载容量。
2. 过流保护动作时间设定，其次，需要设定逆变器的过流保护
动作时间。
这个时间值决定了当逆变器检测到电流超过设定值时，
需要多长时间内进行保护动作。
通常情况下，动作时间应该足够短，以避免设备受损，但又不能过于灵敏，避免误动作。
3. 过流保护动作电流设定，另外，需要设定逆变器的过流保护
动作电流数值。
这个数值决定了当电流超过设定值时，逆变器会进
行保护动作。
通常情况下，这个数值应该略高于逆变器的额定电流，以确保在短时间内的过载情况下能够及时做出保护响应。
4. 故障处理方式设定，最后，还需要设定逆变器在发生过流保
护动作时的处理方式，包括是否自动重启、是否需要手动复位等。
这些处理方式应该根据具体的应用场景和设备要求来进行设置。
需要注意的是，逆变器过流保护配置的具体步骤和参数设置可能因不同的逆变器型号和厂家而有所差异，因此在进行配置时，需要参考逆变器的操作手册或者咨询厂家的技术支持人员，以确保配置的准确性和可靠性。
辽宁工业大学电力电子技术课程设计（论文）题目：单相桥式整流/逆变电路的设计及仿真院（系）：电气工程学院专业班级：自动化111班学号： *********学生姓名：指导教师：（签字）起止时间：2013.12.30-2014.1.10课程设计（论文）任务及评语院（系）：电气工程学院 教研室：自动化 注：成绩：平时20% 论文质量60% 答辩20% 以百分制计算学 号 1103020 学生姓名 专业班级课程设计（论文）题目单相桥式整流/逆变电路的设计及仿真课程设计（论文）任务 课题完成的功能、设计任务及要求、技术参数 实现功能整流电路是将交流电能变成直流电供给直流用电设备，在生产实际中，用于电阻加热炉、电解、电镀中，这类负载属于电阻类负载。
逆变电路是把直流电变成交流电。
逆变电路应用广泛，在各种直流电源中广泛使用。
设计任务及要求 1、确定系统设计方案，各器件的选型 2、设计主电路、控制电路、保护电路； 3、各参数的计算；4、建立仿真模型，验证设计结果。
5、撰写、打印设计说明书一份；设计说明书应在4000字以上。
技术参数整流电路：单相电网220V ，输出电压0~100V ，电阻性负载，，R=20欧姆 逆变电路：单相全桥无源逆变，输出功率200W ，输出电压100Hz 方波 进度计划1、 布置任务，查阅资料，确定系统方案（1天）2、 系统功能分析及系统方案确定（2天）3、 主电路、控制电路等设计（1天）4、 各参数计算（1天）5、 仿真分析与研究（3天）6、 撰写、打印设计说明书（1天）答辩（1天）指导教师评语及成绩平时： 论文质量： 答辩：总成绩： 指导教师签字： 年 月 日摘要整流电路是把交流电转换为直流电的电路。
大多数整流电路由变压器、整流主电路和滤波器等组成。
逆变电路是把直流电变成交流电的电路，与整流电路相对应。
无源逆变电路则是将交流侧直接和负载连接的电路。
此次设计的单相桥式整流电路是利用二极管来连接成“桥”式结构，达到电能的充分利用，是使用最多的一种整流电路。
单相逆变器设计范文首先，单相逆变器的设计需要考虑以下几个方面：输出电压波形、输出功率、效率和保护措施。
1.输出电压波形：单相逆变器的输出电压波形应尽可能接近正弦波，以保证输出电能的质量。
常见的设计方法包括：方波逆变器、脉宽调制（PWM）逆变器和多脉泽调制（MPPT）逆变器。
其中，PWM逆变器是最常用的设计方法，通过高频开关器件的开关控制实现。
2.输出功率：逆变器的输出功率决定了其应用范围。
在设计单相逆变器时，需根据具体需求选择适当的功率等级。
输出功率主要受限于逆变器的开关器件和电路拓扑结构。
常用的逆变器拓扑结构有单相桥式逆变器、双半桥逆变器、全桥逆变器等。
选择适合的拓扑结构能提高逆变器的功率密度和转换效率。
3.效率：逆变器的效率对于能量转换非常重要，可以通过优化设计和控制算法来提高效率。
有效的设计方法包括：降低开关器件的导通和开通损耗、降低电路的额定电流和电压降以减少传导损耗等。
此外，合理的散热设计和抑制电磁干扰也能提高逆变器的效率。
4.保护措施：逆变器的保护措施是确保其正常运行和安全性的重要组成部分。
常见的保护措施包括：过电流保护、过温保护、短路保护、过压保护等。
通过添加适当的保护电路和控制算法，可以有效防止逆变器受损或损坏。
设计单相逆变器需要一定的电力电子知识和设计经验。
下面提供一个基本的单相逆变器设计流程作为参考：1.确定输出功率和电压：根据应用需求确定单相逆变器的输出功率和电压等级。
2.选择逆变器拓扑结构：选择适合的逆变器拓扑结构，并进行电路分析和计算。
常见的逆变器拓扑结构包括全桥逆变器和单相桥式逆变器。
3.选择开关器件：根据输出功率和电压确定合适的开关器件，如功率MOSFET、IGBT等。
考虑开关器件的导通和开通特性，以及损耗和成本等因素。
4.控制电路设计：设计适当的控制电路和算法，实现逆变器的开关控制。
常见的控制方法包括PWM调制、电流控制和电压控制等。
5.散热设计：根据逆变器的功率密度和工作条件设计散热系统，确保逆变器在长时间工作时的温度控制和散热效果。
安阳师范学院本科学生毕业设计报告
逆变器保护电路设计
作 者 秦 文 系（院） 物理与电气工程学院 专 业 电气工程及其自动化 年 级 2008级专升本 学 号 081852080 指导教师 潘 三 博 日 期 2010.06.02 成 绩 学生承诺书 本人郑重承诺：所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写的研究成果，也不包含为获得安阳师范学院或其他教育机构的学位或证书所使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均以在论文中作了明确的说明并表示了谢意。
签名： 日期:
论文使用授权说明 本人完全了解安阳师范学院有关保留、使用学位论文的规定，即:学校有权保留送交论文的复印件,允许论文被查阅和借阅；学校可以公布论文的全部或部分内容,可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。
签名: 导师签名: 日期: 第1页
逆变器保护电路设计 秦文 （安阳师范学院 物理与电气工程学院，河南 安阳 455002）
摘 要:本文针对SPWM逆变器工作中的安全性问题，阐述了如何利用电路实现保护复位和死区调节。在PWM三相逆变器中，由于开关管存在一定的开通和关断时间，为防止同一桥臂上两个开关器件的直通现象，控制信号中必须设定几个微秒的死区时间。尽管死区时间非常短暂，引起的输出电压误差较小，但由于开关频率较高，死区引起误差的叠加值将会引起电机负载电流的波形畸变，使电磁力矩产生较大的脉动现象，从而使动静态性能下降，降低了开关器件的实际应用效果，但是却对逆变器的安全运行意义重大。
关键词:保护电路；复位电路；死区调节 1 引言 在现在的系统中电力器件的应用也越来越广而与此同时对器件的保护也被认识了其重要性。电子器件很易被损坏，保护电路的要求也很苛刻。在工程应用中，为了使SPWM逆变器安全地工作，需要有可靠的保护系统。一个功能完善的保护系统既要保证逆变器本身的安全运行，同时又要对负载提供可靠的保护。 随着电力电子技术的发展，功率器件如IGBT、MOSFET等广泛应用于PWM变流电路中。对于任何固态的功率开关器件来讲，都具有一定的固有开通和关断时间，对于确定的开关器件，固有开通和关断时间内输入的信号是不可控的，称为开关死区时间，它引起开关死区效应，简称为死区效应。在电压型PWM逆变电路中，为避免同一桥臂上的开关器件直通，必须插入死区时间，这势必导致输出电压的误差。该误差是谐波的重要来源，它不但增加了系统的损耗，甚至还可能造成系统失稳。 随着电力电子技术的发展,逆变器主电路、控制电路发生了较大变化,其性能不断改善,当然,保护电路也应随之作相应完善。逆变器保护电路主要包括过压保护、过载(过流) 保护、过热保护等几个方面。 本文仅就保护复位电路与死区控制电路与的实现进行了分析和研究。 2 保护电路设计 较之电工产品，电力电子器件承受过电压、过电流的能力要弱得多，极短时间的过电压和过电流就会导致器件永久性的损坏。因此电力电子电路中过电压和过电流的保护装置是必不可少的，有时还要采取多重的保护措施。 2.1 死区控制电路的结构设计 死区控制电路的电路拓扑结构如图所示，其主要功能是确保主电路中的开关管S1、S2
不能同时导通。死区电路的波形图如图1所示，从图中可以明显地看出开关管S1和S2的驱
动信号没有使S1与 S2同时导通的重叠部分，这就是两个主开关管之间存在所谓的“死区”。而通过改变HEF4528芯片的输出信号脉宽，就可以调节驱动信号的脉宽。（具体的方式是通过改变HEF4528芯片的外接RC电路的参数值实现的，如图2所示）如图3所示Rt、Ct
的值与输出脉宽的关系在本文中，选择电位器P2的阻值为10kΩ,电容C237的容值为
103pF，因此由图3可知，输出信号的脉宽大约为10μs 。 第2页
图1 死区电路调节电路的波形 C30.01uf
C20.01ufR3200R220054
U7B
4049
76U7C40491112U7E40491415U7F4049910U7D
4049
RC2C1A4B5CLR3Q6Q7VCC16GND8U8A4528C2371000pP210kS1STOPVCCVCCVCCRC14C15A12B11CLR13Q10Q9U8B4528C2381000pP310kS2STOPVCCVCC564VCC14GND7U9B4081123U9A4081To Sr2To Sr11289U10A40733456U10B4073En S1
En S2 图2 死区调节控制电路的结构 第3页
图3 Rt 、Ct的值与输出脉宽的关系 以逆变器的其中一个桥臂为例，进行分析死区时间的影响。假设负载为感应电机，如图4所示。
图4 逆变器一相桥臂的死区效应分析 在功率器件开通关断时，逆变器输出电压由于死区的影响在电流极性不同时会表现出不同的形式。当开通功率开关管(IGBT)VT2时，VT1必须关断，如果开通速度比关断速度快，将会在桥臂上产生直通电流而导致损坏器件，因此需要插入死区时间。由于是感性负载，输出电流i1通过续流二极管进行续流，二极管的导通取决于电流I1的方向。当I1>0时，有两种工作状态，正常工作状态时，桥臂的上管VT 1开通，VT 2关断，电流通过VT 1流向电机；而在死区时间内，VT 1、VT 2都关断，此时电流通过下管的续流二极管VD2完成续流，保持电流流向电机。当I<0时，同样也有两种工作状态：正常工作状态时，下管VT2开通，上管VT1关断，电流通过VT2形成通路；在死区时间工作状态时，VT1、VT2都关断，此时电流通过上管的续流二极管VD1完成续流，保持电流形成通路。 2.2 保护复位电路的结构设计 保护复位电路的电路拓扑结构如图5所示，它的主要功能是当驱动信号发生电路中的电流较大时，产生复位保护信号，即图中的STOP信号。下面简要介绍保护复位电路的基 第4页
本工作原理：保护复位电路的输入信号来自驱动信号发生电路的电流检测器ISENSOR。当流过ISENSOR的电流较大时，此时电阻R83两端的压降增大，运算放大器U18D的输出为高电平。由于双D型触发器4013的时钟和D信号引脚接地，则该触发器具有R-S触发器的功能。当运算放大器的输出为高电平时，即R引脚的信号为高电平，此时触发器被复位，触发器的输出端Q为低电平，即STOP信号为低电平。当STOP信号为低电平时，三输入与门U10A 4073（如图5所示）的输出被强制限定为低电平。而4013触发器的另一输出通过RC回路（如图中R98和E15）充电，当充电到一定时候，S引脚为高电平，根据触发器的功能表可见，STOP信号重新变成高电平，这时STOP信号对三输入与门的工作没有影响，实现了保护复位功能。通过选择合适的电阻、电容值,可以确定保护复位的时间，在本文中，选择电阻为750kΩ，电容为4.7μF使复位时间为1.5s。
C6102VCCE154.7uF/25VC55102R98750kD261N4148R851kR841kR835.1kC46105R812kC45102VCCD191N4148D181N4148U20TLP521-1GND1D5Q1CLK3Q2R4S6U19A4013OUISENSE-ISENSE+STOPOCOTDCOCP152k111013
U18D
LM139
图5 保护复位电路的结构 2.3 过电压的保护 2.3.1 过电压的产生 电源侧过电压电力电子设备一般都经变压器与交流电网连接，电源变压器的绕组与绕组、绕组与地之间都存在着分布电容，如图6 所示。变压器一般为降压型，即电源电压u 高于变压器次级电压。电源开关断开时，初、次级绕组均无电压，绕组间分布电容电压也为0；当电源合闸时，由于电容两端电压不能突变，电源电压通过电容加在变压器次级，使得变压器次级电压超出正常值，它所连接的电力电子设备将受到过电压的冲击。
图6 交流侧过电压 在进行电源拉闸断电时也会造成过电压，在通电的状态将电源开关断开将使激磁电流从一定的数值迅速下降到0，由于激磁电感的作用电流的剧烈变化将产生较大的感应电压，因为电压为Ldi/dt，在电感一定的情况下，电流的变化率越大，产生的过电压也越大。这 第5页
个电压的大小与拉闸瞬间电流的数值有关，在正弦电流的最大值时断开电源，产生的di/dt 最大，过电压也就越大。可见，合闸时出现的过电压和拉闸时出现的过电压其产生机理是完全不同的。 在电力电子设备的负载电路一般都为电感性，如果在电流较大时突然切除负载，电路中会出现过电压，熔断器的熔断也会产生过电压。另外电力电子器件的换相也会使电流迅速变化，从而产生过电压。上述过电压大都发生在电路正常工作的状态，一般叫做操作过电压。 雷电和其它电磁感应源也会在电力电子设备中感应出过电压，这类过电压发生的时间和幅度的大小都是没有规律的，是难以预测的。 2.3.2 过电压保护措施 2.3.2.1 阻容保护 过电压的幅度一般都很大，但是其作用时间一般却都很短暂，即过电压的能量并不是很大的。利用电容两端的电压不能突变这一特点，将电容器并联在保护对象的两端，可以达到过电压保护的目的，这种保护方式叫做阻容保护。起保护作用的电容一般都与电阻串联，这样可以在过电压给电容充电的过程中，让电阻消耗过电压的能量，还可以限制过电压时产生的瞬间电流。并且R 的接入还能起到阻尼作用，防止保护电容和电路的电感所形成的寄生振荡。图7为电源侧阻容保护原理图。图（a）为单相阻容保护电路，图（b）、（c）为三相阻容保护电路，RC网络接成星型，如图（b）；也可以接成三角形，如图（c）。电容越大，对过电压的吸收作用越明显。在图7中，图（a）为单相阻容保护，阻容网络直接跨接在电源端，吸收电源过电压。图7（b）为接线形式为星型的三相阻容保护电路，平时电容承受电源相电压，图7（c）为接线形式为三角型的三相阻容保护电路，平时电容承受电源相电压。显然，三角型接线方式电容的耐压要为星型接线的3倍。但是无论哪种接线，对于同一电路，过电压的能量是一样的，电容的储能也应该相同，所以星型接线的电容容量应为三角形的3倍。也就是说两种接线方式电容容量和耐压的乘积是相同的。
图 7 阻容保护 2.3.2.2 整流式阻容保护 阻容保护电路的RC直接接于线路之间，平时支路中就有电流流动，电流流过电阻必然要造成能量的损耗并使电阻发热。为克服这些缺点可采用整流式阻容RC保护电路，阻容式RC保护电路如图8所示。三相交流电经二极管整流桥变为脉动直流电，经R1给C 充电，电路正常工作无过电压时电容两端保持交流电的峰值电压，而后整流桥仅给电容回路提供微弱的电流，以补充电容放电所损失的电荷。由于与C并联的R2阻值很大，电容的放电非常慢，因此整流桥输出的电流也非常小。一旦出现过电压，过电压的能量被电容吸收，电容的容量足够大，可以保证此时电容电压的数值在允许范围之内，从而也使交流电压不超过规定值。过电压消失后，电容经R2放电使两端电压恢复到交流电正常时的峰值。由此可以看出，R2越大整个电路的功耗越小，但过电压过后电容电压恢复到正常值的时间也越长，因此大小受到两次过电压时间最小间隔的限制。
