飞机座椅电源的研究

作者：时间：2012-04-06来源：网络收藏

4．2 功率变换模块
逆变桥采用型号为IKW20N60T的IGBT，具有开关损耗小，开关速度快，电磁干扰低等特点，非常适用于对电源质量要求高的场合。整个电路的具体原理为：115 V／400 Hz航空电输入，从负载平衡考虑，采用三相全桥整流，避免了单相整流产生的不平衡性。通过驱动IGBT全桥逆变，经过滤波及反馈调节得到较稳定的110 V／60 Hz正弦交流电输出。考虑机载设备在尺寸、重量上的严格要求，此方案未采用输出端接入变压器，而是通过调整直流电压利用率达到额定电压输出。AC输出通过电流互感器反馈电流信号，通过隔离变压器反馈电压信号。实际使用中，在每个IGBT管的门极增加独立的去耦电阻Rg，以消除门极高频振荡，保护IGWT。Rg增大，会使IGWT开关速度减慢，能明显减少开关过电压尖峰，但增加了开关损耗。设计中选用了24 Ω电阻。为避免集射极之间的高压会干扰栅源极电压，引起误导通，设计中在门射极之间并联大电阻Rgs，其取值为：Rgs=(1～5)×103Rg，设计中参数选取为100 kΩ。
4．3 保护电路
①过流保护电路：通过在逆变交流输出端接入霍尔电流互感器反馈电流信号，如超过整定值，产生过流信号，通过光耦隔离置P11脚低电平，关闭系统输出，并通过P13脚控制故障指示灯常亮。过流保护电路如图3所示；②超温保护电路：采用PT100组成桥式采集电路，安装在功率板靠近逆变桥路处，对IGBT的温度进行检测控制。

本文引用地址：http://www.eepw.com.cn/article/177603.htm

设计中产生的过流超温信号通过光耦与控制电路进行隔离。电源电路中，开关的控制非常重要，精度、稳定性要求高，且控制电路对噪声敏感，一旦有噪声，控制电路中的控制信号就会紊乱，严重影响电源的工作和性能。因此，用光耦将电源中的两部分进行隔离，从而防止了噪声通过传导的途径传入控制电路中。
4．4 滤波电感的设计
滤波电感设计的好坏直接影响系统的输出波形以及整体效率等问题。电感设计步骤如下：
(1)L，C滤波参数的确定

式中：Uo为输出电压；Udc为直流母线电压；P为满载功率；fs为开关频率。
该方案采用消谐波技术，逆变输出基本不含前200次谐波，避免了传统后级滤波电感体积大等问题，选取较小电感值完成滤波要求。经过实验验证，选取0．5 mH电感即可完成后级滤波工作。截止频率fc为3～3．75 kHz，即可计算滤波电容值C=1／[(2πfc)2L]=5．635μF，选取4．7 μF，fc=3 284 Hz，满足滤波要求。
(2)电感磁芯AP值计算设计选取铁硅铝环形磁芯，它具有磁芯耗损低，温升小，能量存储能力高等特点。此处取Bm=0．3 T，窗口利用系数Ku=0．4，电流密度系数Kj=500，I为额定电流，可得：

基于磁环绕制、AP值等方面的考虑，该设计选取型号77548A7铁硅铝磁环，铁心截面积Ae=65．6mm2，铁心窗口面积Wa=293 mm2，故磁芯的AP=AeWa=1．969 cm4>0．72 cm4，满足设计要求。