电源适配器功率变换部分

本电源适配器电路功率变换部分采用1GBT模块组成半桥式电路,如图｡此部分是电源适配器的核心,其性能的好坏直接影响整个电源的性能与可靠性｡

电源适配器功率变换部分电路图

  (1)电源适配器主电路

  经过三相全波整流后约560V直流电压经输入滤波电容C2､C3分压,它们各承受约280V电压｡当VT的门极电压Uc达到一定电平值时,VT1导通,电容器C2经过VT1的漏极源极,变压器T的初级绕组放电,给次级传递能量｡当VT1截止时,VT2的门极电压Uc也达到一定的电平值,使VT2由截止转为导通,电容器C3经T的初级绕组及VT2的漏极一源极放电,给次级传递能量｡为了避免VT1与VT2同时导通造成直通故障而损坏VT1和VT2,必须要保证VT1和VT2的门极驱动电压有一个共同截止的时间,称为控制脉冲的“死区”时间,要求“死区”时间必须大于VT1和VT2的最长导通饱和延迟时间

  (2)电源适配器RC缓冲电路

  如图8-14所示,以VT1为例,当VT1截止时,电容器C4通过R4充电,当VT1导通时,电容器C4经R4放电,尽管RC缓冲电路消耗了一定量的功率,但却减轻了开关管关断瞬间的电压应力｡

  RC电路必须要保证以下两点:一是在开关管截止期间,必须能使电容器充电到接近UDs电压;二是在开关管导通期间,必须使电容器上的电荷经过电阻全部放掉

  (3)电源适配器门极抗干扰钳位保护电路

  如图8-14所示,并联在IGBT门极与发射极之间的稳压管,极性相反,串联在一起使用,其目的是把门极正向电压限制在20V以内,负偏压限制在15V以内｡这样,把加在门极的电压钳位到预定电平,从而有效地消除了干扰在驱动电路中产生的尖峰电压信号对IGBT的潜在危害｡

设计12V电源适配器驱动电路的一些注意事项如下：
1）连线长度应尽量减少与IGBT模块各管脚的连线长度，尤其是门极引线的长度。如果实在无法减少其长度，可以用小磁环或一个小电阻与门极串联。这两个元件应尽量靠近模块门极，它们可以消除寄生震荡。
2）精心布局器件尽量作到完全对称，连线尽量同长度并且尽量减短加粗，尽可能用多股绞线。
3）泄放电阻在IGBT的门极与源极之间，应加11kΩ的泄放电阻。
4）正偏电压UGS的影响当UGS增加时，开通时间缩短，因而开通损耗减少，UGS的增加虽然对减小通态电压和开通损耗有利，但是UGS不能随意增加，当增加到一定程度后，对IGBT的负载短路能力以及dv/dt有不利影响，本电路采用UGS=15V。
5）负偏电压－UGS的影响负偏电压是很重要的门极驱动条件，它直接影响IGBT的可靠运行。过高的dv/dt会产生较大的位移电流，使门极源极之间的电压上升，并超过IGBT的门极阈值电压，于是产生一个较大的漏极脉冲浪涌电流，过大的漏极浪涌电流会使IGBT发生不可控的擎住现象，为了避免IGBT发生这种误触发，可在门极加反向偏置电压，本电路加－UGS=－12V电源适配器。
6）门极电阻的影响门极电阻选用的原则为，在开关损耗不大的情况下，应选用较大的门极电阻，但当门极电阻增加时，IGBT的开通与关断时间增加，进而使每脉冲的开通能耗EON和关断能耗EOFF也增加，所以综合考虑电源适配器电路采用51Ω。