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中科君芯IGBT应用——变频器

      通用变频器是指适用于工业通用电机和一般变频电机、并由一般电网供电(单相220V、三相380V 50HZ)、作调速控制的变频器。此类变频器由于工业领域的广泛使用已成为变频器的主流。通用变频器的基本电路如图5所示,它由4个主要部分组成,分别是:

1. 整流部分,把交流电压变为直流电压;
2. 滤波部分,把脉动较大的交流电进行滤波变成比较平滑的直流电;
3.逆变部分,把直流电又转换成三相交流电,这种逆变电路一般是利用功率开关元件按照控制电路的驱动、输出脉冲宽度被调制的PWM 波,或者正弦脉宽调制SPWM 波,当这种波形的电压加到负载上时,由于负载电感作用,使电流连续化,变成接近正弦波的电流波形。

4.控制电路是用来产生输出逆变桥所需要的各驱动信号,这些信号是受外部指令决定的,有频率、频率上升下降速率、外部通断控制以及变频器内部各种各样的保护和反馈信号的综合控制等。其基本电路如图5所示:

      变频器的输出电压的波形,都是经过PWM调制后的系列脉冲波。PWM调制的基本方法是:各脉冲的上升沿和下降沿都是由正弦波和三角波的交点决定的。在这里,正弦波称为调制波,三角波称为载波。三角波的频率就称为载波频率。输出电压脉冲序列的频率必等于载波频率,也就对应着IGBT的开关频率。
载波频率主要影响以下几方面:
(1)运行频率越高,则电压波的占空比越大,电流高次谐波成份越小,即载波频率越高,电流波形的平滑性越好; 
(2)载波频率越高,变频器允许输出的电流越小; 
(3)IGBT模块的功率损耗与载波频率有关,且随载波频率的提高、功率损耗增大,这样一则使效率下降,二则是功率模块发热增加,对运行是不利的,当然变频器的工作电压越高,影响功率损耗亦加大; 
(4)载波频率越高,高频电压通过静电感应,电磁感应,电磁辐射等对电子设备的干扰也越严重; 
(5)载波频率越大,变频器的损耗越大,输出功率越小。如果环境温度高,逆变桥上下两个逆变管在交替导通过程中的死区将变小,严重时可导致桥臂短路而损坏变频器。
一般而言,变频器厂家对于载波频率都有缺省限制。比如55KW以下为3K-15K,55KW-110KW为1K-10K,110KW以上为0.5K-5K。变频器功率越大,载波频率越小。
      针对工业变频领域,我企业已推出的产品有1200V 15~100A各电流等级以及1700V 25A、50A、100A三个电流等级,相应产品具体参数信息,请访问我企业官网——产品中心 选取满足各自需求的IGBT产品。

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