要做一個三相的工頻逆變,手頭上有一個樣機,采用的是PIC的單片機做的,由于設(shè)備年代久遠,公司需要做功能上的優(yōu)化和改進,而原設(shè)計者已經(jīng)離職,不得不抄襲原硬件,重新寫軟件。原設(shè)計的大概情形如下:
1. DC48V升AC380V
2. 3路雙極性PWM波,驅(qū)動3只IR2110,每只IR2110驅(qū)動上下2個壁管,載波頻率2.667KHz
3. 每一相PWM驅(qū)動采用的是6只FTP23N10驅(qū)動,3只上管+3只下管3. 3只工頻升壓變壓器,原邊輸入26.5V,副邊主輸出240V,副邊第2個繞組輸出20V,繞組2用作電壓反饋引腳。
4. 3個 240V繞組輸出的一端公共連接作為N線,另外的一端是3根火線各接入1只10uF、250V的電容濾波,再輸出,AC輸出采用3相4線的Y型接法
5. 工作的時候有比較響的噪聲出現(xiàn)。
新的設(shè)計將原來的插件阻容換成了貼片的,IR2110換成貼片的,MCU采用的STM8S105,該MCU有3路雙極性的互補PWM輸出口,很適合做三相驅(qū)動,死區(qū)時間可以任意設(shè)置,帶剎車輸入功能。這里將過流保護信號引入到剎車輸入引腳,過流或者短路發(fā)生時,立即停止PWM輸出,剎車功能是MCU的內(nèi)部硬件實現(xiàn),不與軟件相關(guān),所以響應時間非常塊。
為了保持原功率部分不變,特別將PWM的周期設(shè)置為2.667KHz,死區(qū)時間設(shè)置的是2us(原設(shè)計大約為1us不到),經(jīng)過示波器測試開啟和關(guān)斷波形,非常漂亮,有時間傳波形上來。 采用查正弦表的方式產(chǎn)生3相驅(qū)動波。
調(diào)試過程和出現(xiàn)的問題描述如下:
調(diào)試的時候,采用的一個20V的開關(guān)電源替換48V電池調(diào)功率部分,PWM的調(diào)制深度90%左右,沒有軟啟動,上電直接輸出90%的調(diào)制深度的PWM波,不帶任何負載,沒有引入反饋,采用開環(huán)的方式輸出,由于擔心燒管(FTP23N10),每個通道2只MOS管,上壁1只,下壁1只,上電工作后,沒有任何異樣,并且變壓器有聲音發(fā)出,和樣機的聲音差不多,然后用示波器測試升壓的正弦波,非常漂亮,肉眼看不出失真,有時間我發(fā)圖上來,然后,我用萬用表測量3相相電壓電壓分別為104V,108V,112V。整個過程很順利,沒有燒管。問一句,這理有4V的電壓差別,是因為那3只大濾波電容容量不一致引起的還是,3只變壓器的變壓比有細微的差別導致的?或者都有可能?
然后,將48V電池接入,開環(huán),不帶負載,上電直接輸出90%的調(diào)制深度的PWM波,每相通道2只MOS管,上壁1只,下壁1只,通電瞬間,只見火花一冒,趕緊關(guān)電,測試發(fā)現(xiàn)3個通道的6只MOS管全部擊穿短路,并且短路全部都是G,D,S直通。
現(xiàn)在有幾個問題想問一問前輩們
1. 原設(shè)計是2.667KHZ的載波頻率,在變壓器不改變的條件下,我能否將載波頻率提高? 或者說提高了會影響什么?
2. 原設(shè)計逆變板,在工作的時候,噪聲有點大,是否是因為載波頻率低,變壓器產(chǎn)生噪聲做導致的?
3. 上電啟動假如不加入軟啟動,是否會大大增加燒管的幾率?
4. 測試采用的是單只MOS管,是否會導致燒管。 從原理上來說,變壓器不帶負載,啟動電流應該是線性增加,不存在瞬間的大電流才對,
那燒管是否還會有其他什么原因呢?
5. FTP23N10是耐壓100V的管子,48V電池接入,會不會存在耐壓不夠,燒管?