Как работает инвертор на биполярном транзисторе

Текущее время: Сб мар 16, 2024 02:44:43

Часовой пояс: UTC + 3 часа

Запрошенной темы не существует.

Часовой пояс: UTC + 3 часа

Powered by phpBB © 2000, 2002, 2005, 2007 phpBB Group
Русская поддержка phpBB
Extended by Karma MOD © 2007—2012 m157y
Extended by Topic Tags MOD © 2012 m157y

Работоспособность сайта проверена в браузерах:
IE8.0, Opera 9.0, Netscape Navigator 7.0, Mozilla Firefox 5.0
Адаптирован для работы при разрешениях экрана от 1280х1024 и выше.
При меньших разрешениях возможно появление горизонтальной прокрутки.
По всем вопросам обращайтесь к Коту: kot@radiokot.ru
©2005-2024

Структура и принцип работы низковольтного преобразователя частоты на IGBT транзисторах

Типовая схема низковольтного преобразователя частоты представлена на рис. 7. В нижней части рисунка изображены графики напряжений и токов на выходе каждого элемента преобразователя.

Переменное напряжение питающей сети ( uвх.) с постоянной амплитудой и частотой (Uвх = const, fвх = const) поступает на управляемый или неуправляемый выпрямитель (1 ).

Для сглаживания пульсаций выпрямленного напряжения ( uвыпр.) используется фильтр (2 ). Выпрямитель и емкостный фильтр (2 ) образуют звено постоянного тока.

С выхода фильтра постоянное напряжение ud поступает на вход автономного импульсного инвертора (3 ).
Автономный инвертор современных низковольтных преобразователей, как было отмечено, выполняется на основе силовых биполярных транзисторов с изолированным затвором IGBT. На рассматриваемом рисунке изображена схема преобразователя частоты с автономным инвертором напряжения как получившая наибольшее распространение.

В инверторе осуществляется преобразование постоянного напряжения ud в трехфазное (или однофазное) импульсное напряжение uи изменяемой амплитуды и частоты. По сигналам системы управления каждая обмотка электрического двигателя подсоединяется через соответствующие силовые транзисторы инвертора к положительному и отрицательному полюсам звена постоянного тока. Длительность подключения каждой обмотки в пределах периода следования импульсов модулируется по синусоидальному закону. Наибольшая ширина импульсов обеспечивается в середине полупериода, а к началу и концу полупериода уменьшается. Таким образом, система управления обеспечивает широтно-импульсную модуляцию (ШИМ ) напряжения, прикладываемого к обмоткам двигателя. Амплитуда и частота напряжения определяются параметрами модулирующей синусоидальной функции.

При высокой несущей частоте ШИМ (2 … 15 кГц) обмотки двигателя вследствие их высокой индуктивности работают как фильтр. Поэтому в них протекают практически синусоидальные токи.

В схемах преобразователей с управляемым выпрямителем (1 ) изменение амплитуды напряжения uи может достигаться регулированием величины постоянного напряжения ud, а изменение частоты – режимом работы инвертора.

При необходимости на выходе автономного инвертора устанавливается фильтр (4 ) для сглаживания пульсаций тока. (В схемах преобразователей на IGBT в силу низкого уровня высших гармоник в выходном напряжении потребность в фильтре практически отсутствует.)

Таким образом, на выходе преобразователя частоты формируется трехфазное (или однофазное) переменное напряжение изменяемой частоты и амплитуды (Uвых = var, fвых = var).

ТПП РФ Сертификат iso Система
менеджмента качества
сертифицирована по
ISO 9001:2008

Загрузите в App Store Доступно в Google Play

Перейдите в разделы, приведенные ниже, выберите необходимое оборудование и положите его в корзину. — Преобразователи частоты
— Оборудование для плавного пуска

ИЗДЕЛИЯ

преобразователи частоты (частотные преобразователи, частотники)

принцип действия
структура частотников
выбор преобразователя частоты
пример применения преобразователей частоты с насосами
пример применения станции управления насосами
подбор преобразователя частоты

устройства плавного пуска (УПП, плавные пускатели, мягкие пускатели, устройства мягкого пуска, софтстартеры)

принцип действия
плавный пуск насосов

принцип действия
области применения
реализованные проекты
отзывы

примеры применения

xsl( Core_Entity::factory(‘Xsl’)->getByName(‘СписокНовостейНаГлавной’) ) ->groupsMode(‘none’) ->itemsForbiddenTags(array(‘text’)) ->group(FALSE) ->limit(2) ->show(); ?>—>

19 февраля 2020 г.
15 января 2020 г.

для преобразователей частоты серий ES022, ES024, ES025 и ES026

Преобразователь на биполярном транзисторе запускается при напряжении 250 мВ

Описанный ниже преобразователь, основанный на кремниевом биполярном транзисторе, способен работать при напряжении всего 250 мВ, что, возможно, может считаться рекордом для преобразователей, в которых не используются германиевые или полевые транзисторы. Как же это возможно? Транзисторы не имеют четкого порогового значения напряжения база-эмиттер, поскольку оно зависит от плотности тока и других факторов. Но 250 мВ, уж точно, намного ниже минимальных допустимых значений. Значит, должна быть какая-то хитрость, и вроде как она есть.

Сравнительное тестирование аккумуляторов EVE Energy и Samsung типоразмера 18650

Самое сложное – запустить схему. Стартовав, преобразователь может легко поддерживать нужные напряжения, даже если напряжение питания упадет значительно ниже порога проводимости. Уловка состоит в том, чтобы в первый момент «подтолкнуть» колебания с помощью третьего провода, подключенного перед выключателем питания. Когда ключ закрыт, этот третий провод предварительно заряжает конденсатор C2 через резистор R3 (Рисунок 1).

Рисунок 1.

В схеме этого преобразователя используется третий провод, подключенный перед выключателем
питания для первоначального «толчка», запускающего преобразователь при напряжении менее 250 мВ.
В схеме применен кремниевый биполярный транзистор, а не германиевый или полевой транзистор
с p-n переходом.

Схема шунтирована резистором R4, благодаря которому конденсатор C2 заряжается до напряжения питания. При замыкании переключателя потенциал отрицательной обкладки конденсатора C2 становится равным V+, что означает, что его положительный вывод теперь имеет потенциал, вдвое превышающий напряжение питания, то есть, 500 мВ. Этот потенциал смещает базу транзистора Q1 через трансформатор T1. 500 мВ – напряжение хотя и низкое, но достаточное для возникновения небольшого тока в транзисторе Q1, позволяющего колебаниям нарастать до тех пор, пока, наконец, не будет достигнут режим ограничения.

Второй важной особенностью этой схемы является использование трансформатора тока вместо обычной обратной связи по напряжению, получаемой от вспомогательной обмотки главного дросселя. Это гарантирует мощную и устойчивую генерацию за счет минимизации влияния нестабильности напряжения и увеличения положительной обратной связи при увеличении нагрузки.

Трансформатор тока можно намотать на небольшом насыщающемся тороидальном или бусинковом ферритовом сердечнике двумя витками на первичной стороне и 50 витками на вторичной. Количество витков некритично и может быть подобрано для достижения наилучших результатов при используемых в схеме компонентах.

Коэффициент передачи тока насыщенного транзистора Q1 в этом примере равен 25. Выходное напряжение снимается с основного дросселя L2 через диод Шоттки D2. Изображенная на рисунке схема питает белый светодиод, но, подобрав подходящий стабилитрон, ее можно использовать с другими напряжениями и для других приложений. Для напряжений выше 5 В лучше использовать дополнительную повышающую обмотку на L2, поскольку при фактическом коэффициенте повышения более 30 дроссель L2 должен быть весьма высококачественным.

Элементы C4 и D3 не являются обязательными, но могут повысить КПД схемы. C4 образует контур с дросселем L2, а диод D3 возвращает часть энергии, накопленной в трансформаторе T1, обеспечивая повышение КПД примерно на 5%. Однако эти компоненты могут затруднить запуск схемы.

Собранный макет схемы отдавал в нагрузку 8.85 мА при выходном напряжении 3.02 В и входном токе 269 мА. Частота генерации составляла 8.3 кГц. КПД изменялся от 30% до 50%, в зависимости от выбранных компонентов и вносимых изменений. После запуска колебания могут поддерживаться до напряжения 110 мВ. Однако при напряжении ниже 150 мВ извлечь полезную мощность невозможно.

Если требуется увеличить выходную мощность, очевидным решением является использование выходного напряжения для питания микросхемы контроллера импульсного преобразователя. Более простое решение – использовать импульсы преобразователя непосредственно для управления MOSFET Q2 с низким сопротивлением открытого канала. Схема ограничителя R1, R2, C1 и D1 сдвигает уровень управляющего сигнала, чтобы обеспечить надлежащее управление затвором Q2. При использовании подходящих компонентов возможно десятикратное увеличение мощности.

Для достижения максимального КПД необходимо снижать потери в соединениях и компонентах. Это, в первую очередь, сопротивления обмоток, контактное сопротивление ключа, эквивалентные последовательные сопротивления конденсаторов и напряжение насыщение транзистора Q1. Каждый миллиом влияет на конечный результат.

2SC1983 (Q1) – это ранняя модель супербета транзистора. Более новые типы, например, производимые компанией Diodes, позволят получить более хорошие результаты. Тесты, выполненные с рядом образцов от Diodes (ZTX1047, ZTX869), подтверждают этот факт. Выходная мощность была увеличена с 26.7 мВт до 102 мВт, а КПД от первоначального значения 39.7% вырос до 52%. Это означает, что многим приложениям дополнительный каскад преобразователя не потребуется.

Описанная схема может найти применение в широком спектре приложений сбора энергии, делая практичным использование таких источников, как одиночные солнечные элементы, термоэлектрические генераторы, электроосмотические элементы, топливные элементы и низковольтные электрохимические пары. Можно воткнуть в землю пару разнородных металлических стержней и получить полезную мощность. Схема не обеспечивает стабилизации напряжения, потому что чудесной особенностью устройств сбора энергии является возможность сбросить любую избыточную мощность, например, на стабилитроне.

Версия схемы на Рисунке 2 снимает любые возражения, что на самом деле схема не стартует с 250 мВ, и что третий провод является своего рода «обманом». На рисунке показан двухпроводный вариант схемы. L1 и C2 образуют резонансный контур, и при включении питания в точке соединения L1 и C2 возникают затухающие колебания. Через пол периода полярность напряжения относительно положительной шины меняется на противоположную, и на T1 подается 500 мВ.

Рисунок 2.

Вариант схемы на Рисунке 1, из которой исключен третий провод. Характеристики не так хороши,
как у трехпроводной схемы.

Вторая схема является скорее подтверждающим возможность демонстратором, чем практическим предложением. Для правильной работы L1 и C2 должны иметь малые потери – диэлектрик C2 должен быть пленочным, а L1 должен иметь ферритовый сердечник, – что делает размеры каждого из этих компонентов соизмеримыми с размерами всей схемы. Но даже при использовании высококачественных компонентов характеристики схемы в этом случае хуже, чем у версии со «стартером»; для надежного запуска ей требуется 255 мВ по сравнению с 235 мВ для трехпроводной схемы.

Материалы по теме

Datasheet Diodes ZTX869
Datasheet Diodes ZTX1047

Перевод: AlexAAN по заказу РадиоЛоцман

IGBT инвертор

Купить IGBT инвертор в компании Олниса можно оптом или в розницу. Доставим IGBT инвертор в любой регион России. Можем предложить точный аналог. Работаем напрямую с производителем, не используя посредников.

Где чаще всего применяются IGBT-транзисторы

IGBT-транзисторы – это полупроводниковые устройства, что сейчас часто используют вместо тиристоров, биполярных выключателей и приборов по типу MOSFET. Благодаря наличию у полупроводника гибридных качеств сразу двух устройств: полевого и биполярного, является более широкой и сфера его применения.

Например, прибор IGBT применим для напряжений более 500 В и токов больше 10 А. Он способен эффективно работать с высокой выходной мощностью (более 5 000 Вт) и температурой более 100 °C.

Указанные характеристики IGBT говорят о том, что транзистор может успешно применяться для частотно-регулируемых электроприводов и для импульсных регуляторов тока. Еще одно оборудование, где сейчас требуется технология IGBT инвертор. К примеру, для сварочного аппарата инверторного типа гибридный транзистор более чем необходим. Он в разы уменьшает габариты сварочной техники без потери первоначальной мощности. Такое усовершенствование перспективно для области силовой электроники в целом и для специалистов-электронщиков в частности. Поэтому IGBT для инверторов применим все чаще и чаще, в том числе и на бытовом уровне.

Где еще размещаются IGBT устройства

Прибор под названием «биполярный транзистор с изолированным затвором» (так переводится аббревиатура IGBT на русский язык) известен в разных сферах человеческой деятельности. Перечислим области, в которых транзистор применим чаще всего:

в управлении высокомощным приводом, в том числе на общественном электротранспорте (например, троллейбусы);
в схемах управления электродвигателями разного оборудования, зачастую, промышленного назначения;
в бесперебойниках;
в высоковольтных и мощных электроагрегатах;
в сетях с высоким напряжением;
в электрокарах;
в бытовой технике (сплит-системы, насосы, посудомоечные машины, телекоммуникационные системы и пр.).

Главные позитивные свойства новаторского транзистора – большая степень быстродействия и надежности. Поэтому устройство получает все новые варианты применения в других сферах. Его можно встретить не только в составе схем управления электровозов, но даже и среди электронных компонентов самолетов-истребителей. Им оснащают популярные на сегодня электромобили. Есть все предпосылки к тому, что IGBT-модули станут еще более совершенными, износоустойчивыми, надежными и безопасными в работе.

Надежные и недорогие IGBT в компании Олниса

Купить IGBT для инвертора, бесперебойника, частотника или другой техники можно в компании Олниса. Здесь для клиентов подготовлены выгодные условия сотрудничества. Например, это:

товар доставляется оперативно, сроком от 1-го дня;
доставка производится, как по РФ, так и по СНГ;
дается гарантия на все изделия, представленные на сайте olnisa.ru.

Олниса – мультибрендовая компания. Здесь предлагается большое разнообразие промышленной электроники от пяти тысяч и более производителей. На одном сайте покупатели могут приобрести качественную электронную продукцию от разных фирм мирового уровня. Электроника и компоненты, аксессуары к промышленному оборудованию сертифицированы, отвечают мировым стандартам. Продукция всегда в наличии, т.к. находится на собственном складе организации.

Как работает инвертор на биполярном транзисторе