电机驱动中的功率转换器框图分析（电机驱动中的功率转换器框图分析方法）

绝缘栅双极晶体管(IGBT) 需要完整的保护，以避免因短路、过载和过压等情况而导致损坏和故障。在电机驱动、太阳能和风力发电系统等应用中，保护是确保功率转换器安全稳定运行的关键。为了检测过流和过载情况，可以在输出相和直流总线上使用具有快速响应或快速故障反馈的隔离放大器。

介绍

图1a 显示了交流电机驱动器中功率转换器的典型框图。它由逆变器组成，将直流母线电压转换为变频交流电以驱动电机。 IGBT 是昂贵的电源开关，构成逆变器的核心。这些功率器件必须在高频下工作并且必须能够承受高电压。

隔离放大器(iso-amp)（如图1b 中所示的ACPL-C79A1）与分流电阻器一起使用，即使在存在高开关噪声的情况下，也可以在电源转换器中提供精确的电流测量。当与电阻分压器一起使用时，隔离放大器充当精密电压传感器来监控直流总线电压。来自iso-amps 的电流和电压信息由微控制器收集，微控制器使用这些数据来计算反馈值和输出信号，以在功率转换器中提供有效的控制和故障管理。

电机驱动中功率转换器的框图。

故障保护要求

在逆变器中，IGBT 是最昂贵的组件，因此提供尽可能多的保护以保护它们免受损坏是有意义的。 Avago iso-amp 可快速检测故障状况，微控制器执行算法以防止故障状况导致IGBT 故障。此外，隔离放大器中的光电隔离可防止故障条件使微控制器过载并导致其发生故障。然而，IGBT 保护必须具有成本效益。—— 市场仍然需要针对故障情况提供足够的IGBT 保护，而成本不会显着影响电机驱动系统的总成本。为了满足这一需求，人们推出了IGBT栅极驱动器（例如ACPL-332J1）和具有保护功能的电流传感器，除了驱动和传感功能外，它们还可以执行基本的故障检测。这些产品提供了一种经济高效的方式来实施IGBT 保护，而无需单独的传感和反馈组件。有关与Avago 栅极驱动器集成的保护功能以及如何在IGBT 保护应用中使用这些功能的详细信息，请参阅参考文献[2, 3]。本文的其余部分将重点介绍一些可以使用表1 中列出的电流/电压传感器实现的故障保护功能。

编辑：hfy