逆变器电源电路设计 你懂了多少？

变频器直流母线间接了电容，开机时会有很大的冲击电流，一般用一个电阻限制该冲击电流，再接通继电器。有时可以用NTC热敏电阻替代继电器，这时候要小心“冷启动”时上下管可能直通，因为刚上电时驱动IC需要时间建立稳定的电位，而“热启动”时电容上的电荷不会马上漏光，不会出现这个问题。

　　关键器件的选择

　　1、场效应管或IGBT

　　如何合理地选择场效应管或IGBT，是决定电路性价比的一个重要因素。英飞凌的20n60c3耐压高，在单极性调制或不用考虑死区保护的直流无刷电机驱动时可用。IR公司的IRFP460各种场合都能用，上述两种器件在漏源电压10V时最大电流都是20A，安全工作区也差不多。还有一种不错的选择就是电磁炉里常用的IGBT，如仙童公司的FGA15N120ANTD，其耐压高到1200V，工作时发热少，驱动电路可以不作修改，如果设计三进三出的低成本逆变器更是非其莫属。

　　2、微处理器

　　一台开环控制的简单变频器，微处理器的最小系统只要用到6或9个引脚就可以了：电源两线，AD转换一线，PWN输出3或6线。不管是哪种内核，外围电路一定得有能预分频的定时器和3或6路的PWN，有看门狗和死区设定功能则更好。用美国微芯公司的DSPIC30F2010，德国英飞凌公司的XC866都能编出控制程序。两家公司都提供了相关的库函数，用C语言编程的话调用就可以了，但这样会让人感觉知其然不知其所以然。自己设计算法，用汇编来实现，最终代码不超过2K，并且在不断尝试改进算法的过程中，意外地找到了一种不用Clarke变换和Park变换就能实现的简单的空间电压矢量控制算法。同样的硬件用一台370W的电机做试验，将电机从星接改成三角接后，用三相SPWN波来控制时电机最大功率只能到290W，而用简单空间电压矢量控制算法电机最大功率几乎达到了370W。

　　把变频器电路改成无刷直流电机驱动电路很简单，只要把三路霍尔信号直接接到微处理器的引脚上即可，霍尔信号一般很“干净”，无需作特殊处理。用120°导通的控制方法时，只有6种输出状态，软件将会简单得多。

　　结束语

　　交流电机，直流无刷电机的驱动器，其硬件成本其实应该是差不多的。交流电机使用了变频技术以后，其调速性能已可以和直流电机相媲美，但在使用了各种调制方法以后，发现有一项指标是没法超越的：加速时间或低频转矩。原因不在控制器上，而在电机本身：同样功率的电机，交流电机最大转矩只有额定转矩的两倍左右，而直流电机可以大很多。这就是为什么在伺服控制，电动车等需要低速大扭矩的场合不用交流电机的原因。虽然还可以通过加大转子电阻，加长电机减小直径，降低转动惯量的方法来提高加速时间，但是比起无刷直流电机，其综合性能还是差一些。因此，只有在电网电压稳定，对电机尺寸，加速时间没有苛刻要求的场合，交流电机配合变频器才能发挥其价格低，可靠性高的优势。