變頻器控制板低壓供電電路及功率板低壓開關(guān)電源的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種低壓供電和功率板低壓開關(guān)電源，尤其是一種變槳系統(tǒng)中的變頻器控制板低壓供電電路和功率板低壓開關(guān)電源產(chǎn)生IGBT驅(qū)動(dòng)電壓的電路。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著石化能源的逐步枯竭，全世界各國(guó)都將注意力集中到了新能源的開發(fā)和利用，新能源包括太陽(yáng)能、地?zé)崮?、風(fēng)能、海洋能、生物質(zhì)能和核聚變能等；其中，風(fēng)能作為一種清潔的可再生能源，越來(lái)越受到世界各國(guó)的重視，其蘊(yùn)量巨大，全球的風(fēng)能約為2.74X10~9Mff，其中可利用的風(fēng)能為2X10~7Mff，比地球上可開發(fā)利用的水能總量還要大10倍，因此各國(guó)都在大力研究風(fēng)能利用的相關(guān)技術(shù)，其中風(fēng)力發(fā)電技術(shù)又成為風(fēng)能利用的重點(diǎn)。
[0003]風(fēng)力發(fā)電就是把風(fēng)的動(dòng)能轉(zhuǎn)變成機(jī)械動(dòng)能，再把機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電力動(dòng)能，風(fēng)力發(fā)電所需要的裝置，稱作風(fēng)力發(fā)電機(jī)組，這種風(fēng)力發(fā)電機(jī)組，大體上可分風(fēng)輪(包括尾舵)、發(fā)電機(jī)和鐵塔三部分；而風(fēng)力發(fā)電機(jī)因風(fēng)量不穩(wěn)定，故其輸出的是13?25V變化的交流電，須經(jīng)整流濾波，再對(duì)蓄電池充電，使風(fēng)力發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的電能變成化學(xué)能，然后用有保護(hù)電路的逆變電源，把電瓶里的化學(xué)能轉(zhuǎn)變成交流220V市電，才能保證穩(wěn)定使用。
[0004]變頻器作為風(fēng)力發(fā)電的變槳電機(jī)變速控制裝置，其運(yùn)行穩(wěn)定性對(duì)變槳系統(tǒng)的運(yùn)行至關(guān)重要，而變頻器控制板又是變頻器控制的核心部件，通用變頻器控制板的電源以及IGBT的驅(qū)動(dòng)電源均通常是通過(guò)交流輸入經(jīng)整流濾波成直流母線電壓，再經(jīng)DC-DC變換產(chǎn)生，此方案是利用強(qiáng)電產(chǎn)生弱電，由于直流母線電壓隨電網(wǎng)側(cè)電壓波動(dòng)而波動(dòng)，故變壓器工作范圍比較寬，設(shè)計(jì)要求及難度加大，功率器件的選型耐壓值也相應(yīng)加大。
[0005]并且一旦網(wǎng)側(cè)電壓出現(xiàn)異常情況可能變頻器的核心控制心臟DSP就不能正常工作，對(duì)控制單板的調(diào)試以及程序燒錄都帶來(lái)不便。同時(shí)也易造成IGBT驅(qū)動(dòng)電源的不穩(wěn)定。
[0006]另外由于生產(chǎn)人員知識(shí)背景有限，這種方案也不利于產(chǎn)品量產(chǎn)時(shí)轉(zhuǎn)生產(chǎn)測(cè)試，同時(shí)也增加后續(xù)維修人員的作業(yè)難度。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本實(shí)用新型的目的之一就是為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述問(wèn)題，提供一種通過(guò)低壓電源為變頻器控制板、功率板供電及將低壓電源通過(guò)開關(guān)電源產(chǎn)生IGBT及運(yùn)放器、比較器等器件的供電電路；本實(shí)用新型的另一目的是通過(guò)DSP芯片控制IGBT的通閉，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)將直流母線電壓逆變成電機(jī)的工作電壓的控制電路，實(shí)現(xiàn)弱電控制強(qiáng)電的方案。
[0008]本實(shí)用新型的目的通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn):
[0009]—種變頻器控制板低壓供電電路及功率板低壓開關(guān)電源，包括變頻器控制板及與其匹配的變頻器功率板，還包括分別與所述變頻器控制板及變頻器功率板連接的24V電源，所述24V電源通過(guò)供電電路為所述變頻器控制板上的DSP芯片提供1.8V和3.3V工作電壓，以及為所述變頻器功率板上的IGBT驅(qū)動(dòng)光耦原邊提供5V工作電壓；
[0010]所述DSP芯片與所述IGBT驅(qū)動(dòng)光耦連接，所述IGBT驅(qū)動(dòng)光耦與IGBT模塊連接，所述DSP芯片通過(guò)控制所述IGBT驅(qū)動(dòng)光耦進(jìn)而控制IGBT模塊的導(dǎo)通和關(guān)斷；
[0011]所述24V電源還通過(guò)控制板端子引入到所述變頻器功率板上的開關(guān)電源并為其供電；
[0012]所述開關(guān)電源輸出IGBT模塊驅(qū)動(dòng)電源、運(yùn)算放大器及比較器工作電壓。
[0013]優(yōu)選的，所述的變頻器控制板低壓供電電路及功率板低壓開關(guān)電源，其中:所述供電電路包括設(shè)置在所述變頻器控制板上的24V轉(zhuǎn)5V模塊電源，所述24V轉(zhuǎn)5V模塊電源分別與所述IGBT驅(qū)動(dòng)光耦原邊及一設(shè)置在所述變頻器控制板上的LDO電連接，所述LDO與所述DSP芯片電連接。
[0014]優(yōu)選的，所述的變頻器控制板低壓供電電路及功率板低壓開關(guān)電源，其中:所述24V轉(zhuǎn)5V模塊電源與所述變頻器功率板上的功能電路連接，并為其提供5V工作電壓。
[0015]優(yōu)選的，所述的變頻器控制板低壓供電電路及功率板低壓開關(guān)電源，其中:
[0016]所述24V電源通過(guò)分壓限流穩(wěn)壓電路連接到所述開關(guān)電源的PffM芯片，并為其供電；
[0017]所述PffM芯片連接一 M0SFET，所述MOSFET連接到變壓器，所述PffM芯片控制所述MOSFET的開通和關(guān)斷時(shí)間，從而控制所述變壓器輸出的脈沖電壓；
[0018]所述變壓器副邊分別連接所述IGBT模塊、運(yùn)放器、比較器并為它們供電。
[0019]優(yōu)選的，所述的變頻器控制板低壓供電電路及功率板低壓開關(guān)電源，其中:所述PffM芯片的4腳連接有RC振蕩頻率調(diào)整電路，且所述PffM芯片的6腳通過(guò)PffM調(diào)整電路連接MOSFET的柵極，并發(fā)出PffM的頻率及占空比控制所述MOSFET的開通和關(guān)斷；
[0020]所述MOSFET的源極通過(guò)電流采樣電路及RC吸收電路連接到所述PffM芯片的3腳進(jìn)行峰值電流限制；
[0021]所述MOSFET的漏極連接到變壓器的原邊繞組，所述變壓器的副邊繞組輸出所述IGBT模塊、運(yùn)放器及比較器的工作電壓。
[0022]優(yōu)選的，所述的變頻器控制板低壓供電電路及功率板低壓開關(guān)電源，其中:所述MOSFET的漏極還連接有吸收電路以對(duì)MOSFET進(jìn)行保護(hù)，所述吸收電路包括與所述MOSFET漏極連接的第一吸收電阻以及與所述第一吸收電阻串聯(lián)的第二吸收電阻和吸收電容，所述吸收電容的輸出端接地，還包括并聯(lián)在所述MOSFET的漏極和吸收電容之間的穩(wěn)壓管。
[0023]優(yōu)選的，所述的變頻器控制板低壓供電電路及功率板低壓開關(guān)電源，其中:所述變壓器副邊繞組輸出三路+18V~-9V的IGBT模塊驅(qū)動(dòng)電壓以及兩路±15V的運(yùn)放器、比較器工作電壓。
[0024]優(yōu)選的，所述的變頻器控制板低壓供電電路及功率板低壓開關(guān)電源，其中:所述變壓器副邊繞組輸出的±15V電壓還為霍爾電流傳感器元件提供工作電源。
[0025]本實(shí)用新型技術(shù)方案的優(yōu)點(diǎn)主要體現(xiàn)在:
[0026]本實(shí)用新型設(shè)計(jì)精巧，操作簡(jiǎn)單，引進(jìn)外部低壓24V供電方式為控制板、功率板提供工作電壓，并通過(guò)低壓DC-DC變換器提供運(yùn)放、比較器、逆變電路功率開關(guān)管(IGBT)的驅(qū)動(dòng)電源，可靠性更高，避開了傳統(tǒng)的DSP芯片工作電源及IGBT驅(qū)動(dòng)電源由直流母線通過(guò)開關(guān)電源產(chǎn)生，而直流母線受電網(wǎng)側(cè)電壓影響，變壓器設(shè)計(jì)難度加大且供電不穩(wěn)定的問(wèn)題，因而不受直流母線網(wǎng)側(cè)電壓波動(dòng)和異常的影響。
[0027]本實(shí)用新型通過(guò)DSP芯片控制IGBT的導(dǎo)通和關(guān)閉，可以實(shí)現(xiàn)通過(guò)弱電去控制強(qiáng)電(直流母線)，實(shí)現(xiàn)強(qiáng)弱電分離；在磁性器件設(shè)計(jì)以及功率器件選型上也降低了難度和等級(jí)。
[0028]在整機(jī)的上電時(shí)序上也降低了要考慮的因素和時(shí)序邏輯關(guān)系；且能有效地實(shí)現(xiàn)在無(wú)需供強(qiáng)電的情況下進(jìn)行功率單板和控制單板的單板測(cè)試；同時(shí)也降低了生產(chǎn)和維修的難度和風(fēng)險(xiǎn)。
【附圖說(shuō)明】
[0029]圖1是現(xiàn)有技術(shù)中變頻器控制電源實(shí)現(xiàn)方案示意圖；
[0030]圖2是本實(shí)用新型中變頻器控制電源實(shí)現(xiàn)方案示意圖；
[0031]圖3是本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)示意圖；
[0032]圖4是24V低壓供電的反激式開關(guān)電源電路示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0033]本實(shí)用新型的目的、優(yōu)點(diǎn)和特點(diǎn)，將通過(guò)下面優(yōu)選實(shí)施例的非限制性說(shuō)明進(jìn)行圖示和解釋。這些實(shí)施例僅是應(yīng)用本實(shí)用新型技術(shù)方案的典型范例，凡采取等同替換或者等效變換而形成的技術(shù)方案，均落在本實(shí)用新型要求保護(hù)的范圍之內(nèi)。
[0034]本實(shí)用新型揭示的一種變頻器控制板低壓供電電路及功率板低壓開關(guān)電源，如附圖2所示，本實(shí)用新型的主要思路是通過(guò)設(shè)置外接的24V電源3為所述DSP芯片5及開關(guān)電源8供電，并通過(guò)低壓供電的開關(guān)電源8產(chǎn)生IGBT的驅(qū)動(dòng)電源，從而避免用直流母線電壓經(jīng)DC-DC轉(zhuǎn)換器生成所述DSP芯片5的工作電源及IGBT驅(qū)動(dòng)電源。
[0035]如附圖3所示，變頻器控制板低壓供電電路及功率板低壓開關(guān)電源，包括變頻器控制板I及與其匹配的變頻器功率板2 ;所述變頻器控制板I用于讀取和顯示變頻器或被控系統(tǒng)的狀態(tài)，如變頻器的工作狀態(tài)和故障狀態(tài)、散熱器的溫度、速度給定、速度反饋、電流