历史上的今天
今天是：2025年06月10日（星期二）
2019年06月10日 | 通过联锁栅极驱动器来提高三相逆变器的鲁棒性
2019-06-10 来源：EEWORLD
变频驱动器（VFD）是工业自动化机械的重要组成部分。它们能够高效地驱动泵、风扇、传送带、计算机数控机床和机器人自动化解决方案，有助于降低工厂的总能耗。若VFD发生故障会直接导致机器停机，进而造成工厂停工和生产损失。因此，VFD的可靠性和鲁棒性是机器制造商和工厂业主的关键要求。
图1所示的三相逆变器结构是VFD的核心，能够将整流后的电源电压转换为输出到电机的可变频率和可变电压。逆变器的鲁棒性是确保VFD鲁棒性的关键要素。
图1：带隔离栅极驱动器的三相逆变器
三相逆变器的关键组件是绝缘栅双极晶体管（IGBT）电源开关（通常集成在单个IGBT模块内）和控制IGBT栅极的隔离栅极驱动器。微控制器（MCU）产生彼此互补的高侧和低侧脉冲宽度调制（PWM）信号，在PWM信号转换期间插入死区时间。该死区时间确保顶部和底部IGBT栅极信号不会同时为高电平。
MCU硬件故障或电机控制软件故障可能导致MCU的高侧和低侧PWM信号锁存为高电平。结果通过顶部和底部IGBT的交叉传导，导致直流总线短路。将电流传感器插入直流总线可检测过流情况，并通过栅极驱动器的启用/禁用管脚或将PWM信号驱动到栅极驱动器的缓冲器来禁用栅极驱动器。感测过流和关机之间的延迟通常为几微秒。但是，多次重复该感测序列会降低IGBT开关的可靠性和寿命。IGBT开关为VFD内部最昂贵的半导体元件。
但如果两个栅极驱动器都没有响应伪PWM序列呢？无需使用额外的外部硬件，使用联锁法即可实现。
联锁高侧和低侧栅极驱动器
在图2所示的这种配置中，高侧驱动器仿真二极管的阳极连接到低侧驱动器仿真二极管的阴极。高侧驱动器仿真二极管的阴极连接到低侧驱动器仿真二极管的阳极。
图2：联锁电路配置
德州仪器在“具有光模拟输入栅极驱动器的200-480 VAC驱动器的三相逆变器参考设计”中测试了联锁电路配置的应用。
用于200-480 VAC驱动器的三相逆变器参考设计
如图3所示，在正常工作期间，PWM脉冲是互补的，要么正向偏置UCC23513的输入仿真二极管，要么反向偏置缓冲驱动电压为-5 V的隔离栅极驱动器。高反向电压UCC23513的仿真二极管可处理联锁配置中出现的反向电压。而电流控制电容隔离栅极驱动器不具有高反向电压处理能力，且不能联锁。在死区时间内，仿真二极管两端的电压为0 V。
图3：带联锁的正常PWM操作
有目的地插入负死区时间可让您检查联锁电路对来自MCU的故障PWM信号的响应。在图4中，您可看到，若两个MCU输出均为高电平，则栅极驱动器的输出为低电平。无论输入PWM信号如何，高侧和低侧栅极驱动器的输出都不会同时变为高电平，从而防止交叉传导。
图4：联锁电路对来自MCU的故障PWM输入信号的响应
MCU PWM输出 | 栅极驱动器的输出 | ||
高侧PWM | 低侧PWM | 高侧PWM | 低侧PWM |
0 | 0 | 0 | 0 |
0 | 1 | 0 | 1 |
1 | 0 | 1 | 0 |
1 | 1 | 0 | 0 |
表1：联锁操作
您可将传统的光隔离栅极驱动器联锁，但它们不能带来更多的好处，比如更高的工作隔离电压；更高的共模瞬变抗扰度；在高达150°C的结温下工作，以及诸如较低的传播延迟和较低的脉冲宽度失真等改进的开关参数。
UCC23513采用业界标准的六管脚小外形封装，您无需任何额外的原理图或印刷电路板设计更改，即可通过简易交换轻松升级现有VFD中的逆变器。
史海拾趣
|
请教各位大虾，写了一个spwm的程序，出来是20Khz，但是接到示波器上无法得到想要的波形是怎么回事？是不是变换的速度太快了无法用示波器观察？… 查看全部问答＞ |
|
能源是一种极重要的资源。大家都知道，没有能源，汽车不能开，飞机不能飞，工业无法持续发展，经济提高也没有保证。 所以，开发油田的意义很大，现在咱国家原油产量在1.6亿吨左右。按现有资源的可获量以及目前开采利用情况和技术经济条件 ...… 查看全部问答＞ |
|
1、SPARTAN-6这块板子确实不错，32位软核MicroBlaze添加了MMU还有JTAG模式，可以在线调试。 2、新增的PCI高速接口对于高速数据开发很有帮助，参考示例中视频开发部分以及网络部分都是很有用的 3、调试需要的JTAG和UART接口它都做成USB转接口了， ...… 查看全部问答＞ |
|
Windows Emabedded CE6.0下怎样在应用程序中加载驱动？ 我做了一个看门狗驱动，想要在应用程序中动态加载驱动，使用ActivateDeviceEx（）加载驱动，程序代码段： DrvDll = ActivateDeviceEx(_T(\"HKEY_LOCAL_MACHINE\\\\Drivers\\\\BuiltIn\\\\WDT\"),RegIniData,1,NULL); hWDT = CreateFile(_T(\"WDT1 ...… 查看全部问答＞ |
|
现在网络差，上不了图，只能贴下载的反馈信息一片是20K，一片是65535K在串口COM8连接成功@115200bps，耗时261毫秒芯片内BootLoader版本号：2.1芯片PID：00000410芯片FLASH容量为128KB芯片SRAM容量为20KB96位的芯片唯一序列号：37006A065832373 ...… 查看全部问答＞ |