由SG3525A構(gòu)成的太陽能逆變電源設(shè)計(jì)
出處：conwh 發(fā)布于：2011-07-30 21:54:24 | 5739 次閱讀
本文主要介紹了SG3525A在研制太陽能逆變電源中的應(yīng)用，其脈沖波形隨設(shè)計(jì)線路的不同而產(chǎn)生不同的結(jié)果，從而解決了隨機(jī)燒毀功率管的技術(shù)問題。
本文涉及的是光明工程中一個課題的具體技術(shù)問題。該課題的基本原理是逆變器由直流蓄電池供電，用太陽能為蓄電池充電，然后逆變電源輸出220V、50Hz的交流電供用戶使用。在研制過程中，有時隨機(jī)出現(xiàn)燒毀大功率管的現(xiàn)象，本文對這一現(xiàn)象給出了解決方案。SG3525A和逆變電源
本課題研發(fā)的逆變器使用的器件是SG3525A,以下分別簡述其基本性能和工作過程。
SG3525A基本性能
SG3525A PWM（脈沖寬度調(diào)制(PWM)，是英文“Pulse Width Modulation”的縮寫，簡稱脈寬調(diào)制，是利用微處理器的數(shù)字輸出來對模擬電路進(jìn)行控制的一種非常有效的技術(shù)，廣泛應(yīng)用在從測量、通信到功率控制與變換的許多領(lǐng)域中。）型開關(guān)電源集成控制器包括開關(guān)穩(wěn)壓所需的全部控制電路，設(shè)有欠壓鎖定電路和緩啟動電路可提供精密度為5V±1%的基準(zhǔn)電壓。其開關(guān)頻率高達(dá)200KHz以上，適合于驅(qū)動N溝道MOS功率管。本課題使用SG3525A產(chǎn)生50Hz的準(zhǔn)正弦方波，為逆變器提供輸出功率信號，去推動N溝道MOS功率管90N08,如圖1所示。
逆變器工作過程
當(dāng)SG3525A被加電后（12V）會輸出兩列50Hz反向的方波，其幅度為9V.這兩路方波分別進(jìn)入G1、G2、G3、G4所示的四條支路（圖1），經(jīng)各電路分別調(diào)整后輸出，輸出脈沖序列如圖2（B）所示。最終調(diào)制合成為A、B兩端輸出的交流方波。其波形見圖2（A）。該50Hz的序列方波由A、B兩端進(jìn)入電力變壓器DT.通過變壓器升壓后由逆變器電源輸出220V、50Hz交流方波。根據(jù)市場的不同需求生產(chǎn)出200W、600W、800W各個系列的逆變電源（利用晶閘管電路把直流電轉(zhuǎn)變成交流電，這種對應(yīng)于整流的逆向過程，定義為逆變。例如：應(yīng)用晶閘管的電力機(jī)車，當(dāng)下坡時使直流電動機(jī)作為發(fā)電機(jī)制動運(yùn)行，機(jī)車的位能轉(zhuǎn)變成電能，反送到交流電網(wǎng)中去。又如運(yùn)轉(zhuǎn)著的直流電動機(jī)，要使它迅速制動，也可讓電動機(jī)作發(fā)電機(jī)運(yùn)行，把電動機(jī)的動能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔埽此偷诫娋W(wǎng)中去。）。
問題的出現(xiàn)與解決
逆變器在額定負(fù)載條件下能夠長期運(yùn)行，但是當(dāng)進(jìn)行負(fù)載切換時或者當(dāng)外電路有嚴(yán)重?cái)_動時，偶爾會發(fā)生大功率管MOSFET90N08燒毀的現(xiàn)象。現(xiàn)以800W逆變器進(jìn)行剖析。
緩啟動：如圖3（A）所示狀態(tài)，同時滿負(fù)載加在逆變器輸出上，然后啟動逆變器使之運(yùn)行，一切正常工作。
硬啟動：如圖3（B）所示狀態(tài)，即加滿負(fù)載后再閉合開關(guān)K1強(qiáng)行硬啟動。這時就偶爾有大功率場效應(yīng)管短路燒毀的現(xiàn)象發(fā)生，經(jīng)分析發(fā)現(xiàn)當(dāng)G3推動的大功率管TV3尚未完全關(guān)斷時，G4開啟了對應(yīng)的大功率管TV4,如果TV3和TV4同時開通就會造成短路現(xiàn)象。此時就會燒毀大功率管。而當(dāng)D點(diǎn)和C點(diǎn)、E點(diǎn)和F點(diǎn)進(jìn)行相互交換后兩個管子開啟的時間差為100ms左右，這樣就保證了G3和G4的推動信號不會同一時刻開啟VT3、VT4,從而避免了短路現(xiàn)象。直到目前尚未發(fā)生因硬啟動和外電路干擾而燒毀大功率管的現(xiàn)象。
本文涉及的是光明工程中一個課題的具體技術(shù)問題。該課題的基本原理是逆變器由直流蓄電池供電，用太陽能為蓄電池充電，然后逆變電源輸出220V、50Hz的交流電供用戶使用。在研制過程中，有時隨機(jī)出現(xiàn)燒毀大功率管的現(xiàn)象，本文對這一現(xiàn)象給出了解決方案。SG3525A和逆變電源
本課題研發(fā)的逆變器使用的器件是SG3525A,以下分別簡述其基本性能和工作過程。
SG3525A基本性能
SG3525A PWM（脈沖寬度調(diào)制(PWM)，是英文“Pulse Width Modulation”的縮寫，簡稱脈寬調(diào)制，是利用微處理器的數(shù)字輸出來對模擬電路進(jìn)行控制的一種非常有效的技術(shù)，廣泛應(yīng)用在從測量、通信到功率控制與變換的許多領(lǐng)域中。）型開關(guān)電源集成控制器包括開關(guān)穩(wěn)壓所需的全部控制電路，設(shè)有欠壓鎖定電路和緩啟動電路可提供精密度為5V±1%的基準(zhǔn)電壓。其開關(guān)頻率高達(dá)200KHz以上，適合于驅(qū)動N溝道MOS功率管。本課題使用SG3525A產(chǎn)生50Hz的準(zhǔn)正弦方波，為逆變器提供輸出功率信號，去推動N溝道MOS功率管90N08,如圖1所示。
逆變器工作過程
當(dāng)SG3525A被加電后（12V）會輸出兩列50Hz反向的方波，其幅度為9V.這兩路方波分別進(jìn)入G1、G2、G3、G4所示的四條支路（圖1），經(jīng)各電路分別調(diào)整后輸出，輸出脈沖序列如圖2（B）所示。最終調(diào)制合成為A、B兩端輸出的交流方波。其波形見圖2（A）。該50Hz的序列方波由A、B兩端進(jìn)入電力變壓器DT.通過變壓器升壓后由逆變器電源輸出220V、50Hz交流方波。根據(jù)市場的不同需求生產(chǎn)出200W、600W、800W各個系列的逆變電源（利用晶閘管電路把直流電轉(zhuǎn)變成交流電，這種對應(yīng)于整流的逆向過程，定義為逆變。例如：應(yīng)用晶閘管的電力機(jī)車，當(dāng)下坡時使直流電動機(jī)作為發(fā)電機(jī)制動運(yùn)行，機(jī)車的位能轉(zhuǎn)變成電能，反送到交流電網(wǎng)中去。又如運(yùn)轉(zhuǎn)著的直流電動機(jī)，要使它迅速制動，也可讓電動機(jī)作發(fā)電機(jī)運(yùn)行，把電動機(jī)的動能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔埽此偷诫娋W(wǎng)中去。）。
問題的出現(xiàn)與解決
逆變器在額定負(fù)載條件下能夠長期運(yùn)行，但是當(dāng)進(jìn)行負(fù)載切換時或者當(dāng)外電路有嚴(yán)重?cái)_動時，偶爾會發(fā)生大功率管MOSFET90N08燒毀的現(xiàn)象。現(xiàn)以800W逆變器進(jìn)行剖析。
緩啟動：如圖3（A）所示狀態(tài)，同時滿負(fù)載加在逆變器輸出上，然后啟動逆變器使之運(yùn)行，一切正常工作。
硬啟動：如圖3（B）所示狀態(tài)，即加滿負(fù)載后再閉合開關(guān)K1強(qiáng)行硬啟動。這時就偶爾有大功率場效應(yīng)管短路燒毀的現(xiàn)象發(fā)生，經(jīng)分析發(fā)現(xiàn)當(dāng)G3推動的大功率管TV3尚未完全關(guān)斷時，G4開啟了對應(yīng)的大功率管TV4,如果TV3和TV4同時開通就會造成短路現(xiàn)象。此時就會燒毀大功率管。而當(dāng)D點(diǎn)和C點(diǎn)、E點(diǎn)和F點(diǎn)進(jìn)行相互交換后兩個管子開啟的時間差為100ms左右，這樣就保證了G3和G4的推動信號不會同一時刻開啟VT3、VT4,從而避免了短路現(xiàn)象。直到目前尚未發(fā)生因硬啟動和外電路干擾而燒毀大功率管的現(xiàn)象。
圖1 SG3525A驅(qū)動MOS功率管電路圖
圖2 逆變器工作過程中波形圖
（a）
(b)
圖3 (A)逆變器緩啟動(B)逆變器硬啟動
4次
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