科士达蓄电池UPS数字化逆变器的设计

科士达蓄电池UPS数字化逆变器的设计
1    UPS逆变器的设计要求和系统结构

  逆变器是UPS的重要组成部分,其基本功能为输出稳定洁净的工频交流电,并使输出交流电的相位与电网供应的交流电相位相同,能够很好地完成逆变器输出与市电之间的切换,在负载突变的情况下能保证电路正常工作以及输出电压的稳定性[2]。逆变器的系统框图如图1所示。

 2    主电路设计

  主电路示意图如图2所示。本电路采用半桥结构,逆变器的直流输入在左侧,右侧为逆变器的交流输出。开关器件采用两个IGBT并联的形式,此为本电路设计的一个新颖之处。IGBT采用美国仙童公司生产的5N120BND。IGBT门极串接一个电阻,主要起到阻尼的作用,并接的稳压管主要是防止门极过电压现象的发生。发射极串接一电阻以用来检测流过IGBT的电流,防止过流现象的发生,如果发生过流现象,则及时关断IGBT,以免IGBT被烧坏,本电路的IGBT过流保护是在驱动电路中完成的。门极与发射极之间并接的电阻主要是为了防止IGBT被静电所击穿。门极与集电极之间并接的电阻主要是判断IGBT的门极电压,将检测到的信号送回驱动电路以判断是否向IGBT发送控制信号。IGBT的吸收电路在图中未标出,采用的是RCD吸收电路。逆变器的输出侧采用的是常见的LC滤波电路。

3    控制电路设计

  本逆变器的控制电路核心为美国TI公司生产的TMS320LF2407数字信号处理器(DSP)。TMS320LF2407是美国TI开发的一种适于电机和逆变器控制的高频数字信号处理器,其最高频率可达33MHz[4]。强大的处理功能和较高的处理速度使其工业现场的应用越来越广泛

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