在图2中,Hin、Lin、SD为控制信号输入端,分别对应上下桥臂的打开和关断以及整个电路的关断。OUT为三相当中的一相输出端。因为是三相全桥,所以要做三个这样的电路。
在本设计中功率MOS选用IR公司的高压大功率MOS管IRFP460,其耐压为500V,最大电流为23A。基本上可以适应大部分应用场合的要求。
2.3 驱动隔离
为提高系统的稳定性,尤其是在要求输出的三相电压较高的时候,把把高压的部分和我们SPWM信号发生以及控制的部分隔离开是非常用必要的。
一般情况下采用通常的光电耦合器来实现隔离是可行的,如果要求较高,这里介绍一个专用隔离芯片ADuM1200,它不但性能比光电耦合器好,而且应用起来也十分简单,这部分电路的原理图如图3所示。
2.4 其它模块
本系统输出的电压是方波,如果负载只能用正弦交流电来供电,那么可以通过加一个LC滤波网络来实现。
前面所述的系统实现了基本的功能,另外还有过压保护、过流保护等模块,各部分检测通过单片机的ADC进行采集,在发生工作状态异常时及时关断输出,保护电路不被损坏。
4 结束语
通过实验验证,本设计实现了三相交流电源的基本功能,通过单片机的软件设置可以调节输出频率,通过调节为系统供电的直流电源电压可以调节三相电源输出电压。
功率输出电路选用MOS管构成的全桥而没有采用常规的成品功率模块(IPM)。主要出于下面几点的考虑:
(1)MOS管具有更低导通内阻,所以开关管上的损耗很小,电路的效率比较高;
(2)MOS管的开关速度较快,这样开关损耗就比较小,可以采用较高频率的载波,如果要求输出的交流电频率较高,这一点比较实用。
(3)可以通过选用不同型号参数的MOS管,来适用不同的应用场合。本设计只要稍改动一下软件就可以用在无刷电机驱动中。