人妻熟人中文字幕一区二区,中文字幕乱码熟女人妻水蜜桃,在线天堂资源www在线中文,最近中文字幕完整版2018一页,又粗又猛又大爽又黄的老大爷

 您的位置:首頁(yè)>>管理中心>>行業(yè)資訊>>新聞資訊正文
 
DC/DC加強(qiáng)絕緣方案解決變頻器母線電壓監(jiān)測(cè)難題
新聞ID號(hào):  56956 無(wú)標(biāo)題圖片
資訊類型:  解決方案
所屬類別:  模塊電源(DC/DC)
關(guān) 鍵 字:  變頻器/加強(qiáng)絕緣/母線電壓監(jiān)測(cè)/局部放電測(cè)試/沖擊電壓測(cè)試
內(nèi)容描述:  變頻器廣泛應(yīng)用于工業(yè)運(yùn)動(dòng)控制,電力,新能源,電梯,空調(diào),機(jī)械制造等行業(yè),它通過(guò)對(duì)工作頻率的控制和改變,讓設(shè)備運(yùn)行的更加高效節(jié)能,從而得以大量應(yīng)用。由于變頻器中的電力電子器件例如IGBT快速的開關(guān)導(dǎo)致的dv/dt干擾,使得變頻器母線電壓監(jiān)測(cè)問(wèn)題變得非常困難,本文主要針對(duì)這一問(wèn)題進(jìn)行分析,并提出解決方案
發(fā)布時(shí)間:  2015/9/30 9:10:44
更新時(shí)間:  2015/9/30 9:10:44
審核情況:  已審核開通[2015/9/30 9:10:49]
瀏覽次數(shù):  共 6295 人/次
新聞來(lái)源:  ~
鏈    接:  ~
責(zé)任編輯:  ~
發(fā) 布 者:  mornsun
公    司:  廣州金升陽(yáng)科技有限公司
圖片文件
原文件名:1.jpg|2.jpg|3.jpg|4.jpg|5.jpg|6.jpg|7.jpg|8.jpg|9.jpg|10.jpg|11.jpg
保存文件:20150930090655807.jpg|20150930090712764.jpg|20150930090731737.jpg|20150930090749255.jpg|20150930090810139.jpg|20150930090825863.jpg|20150930090843323.jpg|20150930090900221.jpg|20150930090929582.jpg|20150930090941147.jpg|20150930091000288.jpg
路徑文件:/uploadfile/newspic/20150930090655807.jpg|/uploadfile/newspic/20150930090712764.jpg|/uploadfile/newspic/20150930090731737.jpg|/uploadfile/newspic/20150930090749255.jpg|/uploadfile/newspic/20150930090810139.jpg|/uploadfile/newspic/20150930090825863.jpg|/uploadfile/newspic/20150930090843323.jpg|/uploadfile/newspic/20150930090900221.jpg|/uploadfile/newspic/20150930090929582.jpg|/uploadfile/newspic/20150930090941147.jpg|/uploadfile/newspic/20150930091000288.jpg
管理操作:  修改  設(shè)置為未審核  發(fā)布公告  發(fā)布新聞資訊
內(nèi)    容:

    摘要:變頻器廣泛應(yīng)用于工業(yè)運(yùn)動(dòng)控制,電力,新能源,電梯,空調(diào),機(jī)械制造等行業(yè),它通過(guò)對(duì)工作頻率的控制和改變,讓設(shè)備運(yùn)行的更加高效節(jié)能,從而得以大量應(yīng)用。由于變頻器中的電力電子器件例如IGBT快速的開關(guān)導(dǎo)致的dv/dt干擾,使得變頻器母線電壓監(jiān)測(cè)問(wèn)題變得非常困難,本文主要針對(duì)這一問(wèn)題進(jìn)行分析,并提出解決方案。

    1 變頻器母線電壓監(jiān)測(cè)上的設(shè)計(jì)難題

    變頻器通過(guò)控制IGBT等電力電子器件的開關(guān)來(lái)實(shí)現(xiàn)工作頻率的改變,因?yàn)閷?shí)際工作母線電壓一般較高,開關(guān)速度較快,因此具有極大的dV/dt,例如10.5kV的母線系統(tǒng),其電壓變化率高達(dá)12kV/μs,這會(huì)對(duì)控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性形成較大的挑戰(zhàn)。為了系統(tǒng)的可靠工作,必須將控制系統(tǒng)與IGBT驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)有效的隔離。

    與此類似,為了精準(zhǔn)的控制母線電壓,我們也需要實(shí)時(shí)監(jiān)控母線電壓、電流信號(hào),但是從電壓母線側(cè)到控制系統(tǒng)存在一個(gè)非常高的電勢(shì)差,極易導(dǎo)致控制系統(tǒng)的失效。我們也需要一個(gè)類似IGBT驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)一樣的高效隔離方案解決以上問(wèn)題,即加強(qiáng)絕緣方案。讓我們來(lái)看一個(gè)實(shí)際案例是如何利用加強(qiáng)絕緣方案解決上述難題。

    如圖1所示采樣IC在采集母線電壓時(shí),處于高電壓側(cè)的采樣系統(tǒng)與處于低壓安全電壓側(cè)的控制系統(tǒng)之間存在極大的共模電勢(shì)差,加上IGBT系統(tǒng)工作時(shí)引入的開關(guān)尖峰,這個(gè)電勢(shì)差高達(dá)幾kV。因此信號(hào)的隔離我們采用滿足UL的37.5kV AC隔離耐壓等級(jí)的光耦來(lái)實(shí)現(xiàn),同時(shí)我們需要為之配套一款滿足UL隔離耐壓不低于2.5kV AC的DC/DC電源模塊。值得注意的是,高電壓側(cè)是位于DC/DC的輸出端,這種應(yīng)用具有一些特別的隱性技術(shù)需求,會(huì)給設(shè)計(jì)帶來(lái)難題。

    傳統(tǒng)的DC-DC一般作為電源系統(tǒng)的二次電源,前級(jí)都會(huì)有一級(jí)AC-DC作為一次電源,而DC-DC更多的作為二級(jí)隔離作用,具有隔離降低共模噪聲、電壓轉(zhuǎn)換等作用,此時(shí)的一次側(cè)交流電壓的干擾經(jīng)過(guò)了AC-DC的隔離,再經(jīng)過(guò)DC-DC二次隔離,對(duì)于控制系統(tǒng)來(lái)說(shuō),電壓是非常穩(wěn)定了,因此不存在如上的問(wèn)題。其系統(tǒng)架構(gòu)如圖2所示,DC/DC的輸入和輸出都處于SELV低壓安全電路中。

    如圖1所示結(jié)構(gòu),DC-DC應(yīng)用于監(jiān)測(cè)高電壓的話,其輸出端與母線電壓的負(fù)端直接相連,那么DC-DC輸出側(cè)就要同時(shí)面對(duì)輸入和輸出的高電勢(shì)差和IGBT系統(tǒng)高電壓變化率dv/dt帶來(lái)的共模干擾,如何隔離這兩種干擾,讓其不影響控制系統(tǒng)的正常工作成為了設(shè)計(jì)上的難題。那么,這種設(shè)計(jì)難題又將如何解決呢?

    2 加強(qiáng)絕緣設(shè)計(jì)方案

    我們知道圖2中的AC-DC本身采用的是一種加強(qiáng)絕緣設(shè)計(jì),因此,我們必須考慮在圖2的DC-DC部分采用類似的設(shè)計(jì)來(lái)增強(qiáng)絕緣性能。首先變壓器的絕緣線不能選擇普通的漆包線,而是三層絕緣線。其次,輸入和輸出的電氣間隙將必須設(shè)計(jì)得更長(zhǎng),需要參考EN60950的標(biāo)準(zhǔn)和實(shí)際的工作電壓來(lái)選取。例如工作電壓為480V AC,則電氣間隙則需要大于等于6.4mm。另外一方面,變壓器和PCB的設(shè)計(jì)工藝也大不相同。

    以上的設(shè)計(jì)方案可以提升對(duì)高電勢(shì)差的絕緣效果。但是對(duì)于高電壓變化率抗干擾設(shè)計(jì),我們得考慮另外一個(gè)重要的設(shè)計(jì)要求—低隔離電容。

    高電壓變化率引起的干擾信號(hào)會(huì)通過(guò)信號(hào)光耦和DC/DC電源原副邊寄生電容耦合到控制側(cè),我們這里已經(jīng)選定了信號(hào)光耦,所以我們只關(guān)注DC/DC的設(shè)計(jì)。DC/DC內(nèi)部的干擾耦合路徑可能有三個(gè),第一變壓器自身帶的寄生電容,DC/DC內(nèi)部的反饋回路器件光耦的寄生電容和為提升EMI效果而增加的安規(guī)Y電容。三者的疊加值越大,高頻干擾信號(hào)就越容易通過(guò)隔離柵進(jìn)入控制系統(tǒng),引起控制系統(tǒng)的工作異常。因此我們?cè)O(shè)計(jì)此類電源時(shí),其一取消安規(guī)Y電容,其二選擇沒(méi)有光耦的Royer拓?fù)洌瑢⒑髢烧咭蛩亟抵?,同時(shí)采用降低隔離電容的變壓器設(shè)計(jì)方案,如圖4,盡最大可能降低變壓器的隔離電容。例如我們?cè)O(shè)計(jì)的電源隔離電容低于10pF。

    我們的加強(qiáng)絕緣設(shè)計(jì)方案出來(lái)后可以解決以上的技術(shù)難題,但是不足以證明我們的設(shè)計(jì)足夠可靠,我們還需要建立完善的絕緣檢測(cè)系統(tǒng)來(lái)驗(yàn)證我們的設(shè)計(jì)的可靠性。

    3 絕緣性能的檢測(cè)驗(yàn)證方案

    下面介紹三種金升陽(yáng)公司針對(duì)絕緣性能的檢測(cè)驗(yàn)證方案:

    3.1 隔離耐壓測(cè)試

    第一步:將測(cè)試部件的兩端的全部端子分別短接,以免懸空對(duì)元器件造成損害。如圖5所示。

    第二步:按照耐壓的測(cè)試標(biāo)準(zhǔn),將耐壓值從0V開始慢慢往上調(diào),將耐壓值調(diào)至設(shè)定的最高耐壓并在最高耐壓值維持一分鐘時(shí)間。如圖6所示。

    如果測(cè)試無(wú)擊穿、無(wú)飛弧現(xiàn)象,且漏電流符合少于設(shè)定值(例如1mA)的要求即可。如果測(cè)試NG,則測(cè)試儀報(bào)警。

    隔離耐壓測(cè)試方法簡(jiǎn)單,只需要一臺(tái)普通的耐壓測(cè)試儀即可完成測(cè)試,如果絕緣系統(tǒng)遭到破壞,則耐壓測(cè)試儀可以很方便的監(jiān)測(cè)出來(lái)并報(bào)警。因此耐壓測(cè)試法大量被應(yīng)用于絕緣系統(tǒng)的絕緣特性檢測(cè)。但是它的缺點(diǎn)也顯而易見(jiàn),如果絕緣系統(tǒng)存在瑕疵是無(wú)法檢測(cè)出來(lái)的,因此只能作為初步的絕緣檢測(cè)方案。 {$page$}

    3.2 沖擊電壓測(cè)試

    類似于圖5的連接方式,將耐壓測(cè)試儀更換為浪涌發(fā)生器,對(duì)絕緣待測(cè)物施加1.2μs /50μs標(biāo)準(zhǔn)浪涌波,實(shí)際測(cè)試電壓根據(jù)系統(tǒng)要求設(shè)定,并判斷絕緣待測(cè)物是否損壞。分別如圖7和圖8所示。

    我們可以通過(guò)示波器采集沖擊電壓波形,如圖9和圖10。當(dāng)浪涌電壓撤銷后,對(duì)產(chǎn)品上電并帶載,產(chǎn)品工作正常,則通過(guò);否則,NG。沖擊電壓測(cè)試是一種相對(duì)猛烈的測(cè)試方法,是測(cè)試受試物對(duì)沖擊電壓的耐受能力,同耐壓測(cè)試法一樣是一種破壞性測(cè)試,也就是說(shuō),測(cè)試本身對(duì)于受試物有一定的損傷。

    3.3 局部放電測(cè)試

    我們知道耐壓測(cè)試、沖擊電壓測(cè)試都是一種破壞性測(cè)試,多次測(cè)試或者測(cè)試值接近絕緣系統(tǒng)臨界值都有可能導(dǎo)致絕緣系統(tǒng)的損傷或損壞。但是受試后損傷的測(cè)試結(jié)果顯示,絕緣系統(tǒng)的漏電流不超標(biāo),絕緣系統(tǒng)正常。這就存在一定的風(fēng)險(xiǎn),因此引入了局部放電測(cè)試方法。

    局部放電測(cè)試是針對(duì)變頻器絕緣特性測(cè)試提出來(lái)的一種行之有效的方式,其與前兩種測(cè)試方案的區(qū)別在于,它可以檢測(cè)出絕緣系統(tǒng)微小的絕緣瑕疵,而且不會(huì)損傷絕緣本體。

    具體方案是通過(guò)給絕緣系統(tǒng)施加一定的電壓,并在一定的時(shí)間里測(cè)試殘余電荷量來(lái)判斷絕緣系統(tǒng)的性能。相對(duì)耐壓測(cè)試,是一種無(wú)損傷且高精度的絕緣檢測(cè)方法。以下簡(jiǎn)要介紹測(cè)試方法,測(cè)試過(guò)程如圖11所示。

    (1)參考UL508的要求,變頻器工作電壓選擇局部放電測(cè)試電壓UPD,局部放電電壓線性的增加到1.875倍UPD,并保持時(shí)間在5s以內(nèi)。例如變頻器工作電壓為400V AC,則測(cè)試UPD根據(jù)UL508的要求查表,如表1所示。得出測(cè)試電壓基準(zhǔn)為450V AC,第一階段測(cè)試電壓為835V AC(黃色第一列)。

    (2)然后將電壓線性降低到1.5倍UPD(誤差±5%),第二階段測(cè)試電壓為668V AC(參考黃色第二列),保持15s。

    (3)在這個(gè)階段測(cè)試局部放電的電荷,如果測(cè)試的電荷低于10pC,則測(cè)試通過(guò),如圖12和圖13所示,測(cè)試全過(guò)程殘余電荷低于2.5pC。反之,NG,如圖14所示,測(cè)試過(guò)程最高點(diǎn)達(dá)到175pC。

    4 變頻器母線電壓監(jiān)測(cè)參考設(shè)計(jì)

    針對(duì)圖1的變頻器框圖可以選擇的參考設(shè)計(jì)為金升陽(yáng)公司的H2409S-2W-GM,輸出端可以直接和整流橋后的母線負(fù)端連接,輸入端連接24V SELV安全低壓電路,并和5V控制器共地。該電源是基于變頻器的隱性技術(shù)需求設(shè)計(jì),如圖15所示,具體特點(diǎn)如下:

    · 滿足CE要求的高隔離耐壓(4242V DC)/沖擊耐壓要求/局部放電測(cè)試;

    · 滿足UL的材料要求和高隔離耐壓(4242V DC)設(shè)計(jì);

    · 滿足480V AC工作電壓加強(qiáng)絕緣要求;

    · 隔離電容低于10pF;

    · 持續(xù)輸出短路保護(hù)。

    5 結(jié)論

    本文介紹了變頻器系統(tǒng)在母線電壓監(jiān)測(cè)上遇到的技術(shù)難題以及金升陽(yáng)公司對(duì)應(yīng)的加強(qiáng)絕緣解決方案。同時(shí)介紹了三種絕緣性能的檢測(cè)驗(yàn)證方法,最后推薦了加強(qiáng)絕緣系統(tǒng)的電源參考設(shè)計(jì)。希望對(duì)大家有所幫助。

    參考文獻(xiàn):

    [1] 國(guó)際電工委 IEC/EN 60950-1[S].

    [2] 國(guó)際電工委IEC/EN61000-4-5[S].

    [3] 美國(guó)保險(xiǎn)商試驗(yàn)所(Underwriter Laboratories Inc.)UL508[Z].

    [4] 金升陽(yáng). 企業(yè)測(cè)試規(guī)范 耐壓測(cè)試方法[Z].

    [5] 金升陽(yáng). DC_DC轉(zhuǎn)換器技術(shù)手冊(cè) H2409S-2W-GM[Z].

    [6] 金升陽(yáng). DC_DC電源模塊應(yīng)用指南[Z].