采用IGBT作为功率开关的500W太阳能逆变器设计
来源： 作者： 发布时间：2015-01-29 13:07:19 浏览量：与高压端器件不同，导通损耗是低压端IGBT的主要因素。因为低压端晶体管的工作频率只有60Hz，所以这些器件的开关损耗不是很明显。标准速度的平面IGBT是专门针对低频率和低导通损耗优化了的器件。因此当低压端器件开关频率为60Hz时，这些低压端平面电感器器件可以使用标准速度的平面IGBT实现最低功率损耗。
由于这些器件的开关损耗不大，所以不会影响标准速度平面IGBT的总功率损耗。因此，标准速度IGBT IRG4BC20SD是低压端功率器件的正确选择。
封装内集成了超快速、软恢复、反平行二极管的第四代IGBT，针对最小饱和电压与低工作频率(<1kHz)作了优化，典型的VCE(on)在电流为10A时是1.4V。跨接低压端IGBT的同封装二极管具有特别低的前向电压降和反向泄漏电流，可以使续流(freewheeling)和反向恢复期间的损耗达到最小。
这个设计中的开关技术具有如下优势：通过允许高压端和低压端IGBT独立优化实现很高的效率;高压端、同封装的软恢复二极管没有续流时间，从而消除了不必要的开关损耗;低压端IGBT的开关频率只有60Hz，因此导通损耗是这些IGBT的主要因素;没有交叉导通，因为任何时间点的开关都发生在对角的两个器件上(Q1和Q4或Q2和Q3);不存在总工字电感器线直通的可能性，因为桥的同一边上的IGBT永远不可能以互补方式开关;跨接低压端IGBT的同封装、超快速、软恢复二极管经过优化可以使续流和反向恢复期间的损耗达到最小。
功能和性能
在系统级电源逆变器电路中，H桥的每条边都使用高电压、高速栅极驱动器IC进行驱动，并且这些IC具有独立的低压端和高压端参考输出通道(图3)。驱动器IRS2106SPBF的浮动通道允许对高压端功率晶体管进行自举电源操作。
因此，高压端驱动不再需要单独的电源，这不一体电感器仅提高了逆变器的效率，而且减少了整个系统的器件数量。当电流在低压端IGBT同一封装上的二极管流过时，这些驱动器的自举电容将在每个开关周期得到刷新。
因为高压端的Q1和Q2同封装二极管不会有续流经过，低压端的Q3和Q4二极管上主要是导通损耗，开关损耗非常小，所以总的系统损耗得到了最小化，系统效率得到了最大化。交叉导通可能性也被排除了，因为任何时间点的开关只在对角的两个器件上发生(Q1和Q4或Q2和Q3)。
此外，每个输出驱动器IC都有一个大脉冲电流缓存级电路，它们设计用于减小驱动器的交叉导通可能性。系统工作在单直流总线电源下，无需负直流总线。对于整个系统来说，所有这些因素导致了更高的效率和更少的器件数量。
在这个逆变器设计中，+20V电源第一次被用来给微处理器和控制电路供电。对于要实现的源代码而言，在这个逆变器方案中使用的8位PIC18F1320微电感器企业控制器将给IGBT驱动器提供信号，再由这些IGBT驱动器最终生成驱动信号来驱动IGBT。
说到驱动器，这里需要介绍一下。这个设计中使用的低压端和高压端IGBT驱动器是采用专利的先进高压IC工艺(G5 HVIC)和免闩锁CMOS技术制造的，最大工作电压可达600V。它们还采用了高压电平变换和终接塑封电感技术，可以从来自微控制器的低压输入产生合适的栅极驱动信号。这些驱动器的逻辑输入兼容标准的CMOS或LSTTL输出，最低到3.3V逻辑电平。
超快速二极管D1和D2提供向电容C2和C3充电的路径，并且确保高压端驱动器得到正确供电。在正输出的半个周期内，高压端IGBT Q1被正弦PWM调制，而低压端Q4保持导通状态(图4)。同样，在负输出的半个周期内，高压端Q2被正弦PWM调制，同时低压端Q3保持导通。这种开关技术将在LC滤波器后面的输出电容C4上产生一个60Hz的交流正弦波。
这个逆变器的设计输出功率是500W，实际测量到的交流输出功率是480.1W，功率损耗为14.4W。60Hz的交流输出电压是117.8V，输出电流为4.074A。图5就是这个500W设计输出的60Hz波形。
基于LM3423的太阳能LED路灯驱动器的设计 一、引言太阳能是绿色能源中最重要的能源，是取之不尽、用之不竭、广泛存在的天然能源，其优点是极为丰富、洁净、安全、价廉，对生态平衡没有任何影响。太阳能LED 路灯不仅能利用清洁免费的太阳能以及高效环保
为电器供电的双输出非隔离开关电源现代电器有一系列功能主要靠微控制器和辅助电路来实现。虽然传统的铁芯变压器可以为微控制器提供与交流电源线隔离的低压电源，但把处理器的控制信号耦合到电源线路一侧的电源开关则需要另一层的电气隔离，如光耦合器
基于控制器LM2727的高速同步降压开关稳压器设计摘要：LM2727是一种低输出电压N沟道MOSFET高速同步降压开关稳压器控制器，它可以从2.2V~16V的输入得到0.7A~20A、低至0.6V的输出和95%的效率。文中介绍了LM2727的结构、特