介質阻擋強電離放電用IGBT逆變電源的研制( 二 ) _知識百科

4控制電路控制電路是介質阻擋放電電源系統中十分重要的一個方面。介質阻擋放電的所有功能都是由控制電路控制IGBT逆變器實現的。該電源的控制電路是由信號檢測電路、PWM控制電路、驅動及保護電路等幾個部分組成的。
4.1信號檢測該電源中設置了輸入電壓信號檢測、IGBT過流信號檢測、輸出電壓信號檢測、負載電流信號檢測等。輸入電壓信號是由輔助變壓器獲取的；IGBT過流檢測是通過二極管由IGBT的源極獲取的；輸出電壓檢測是通過電壓分壓器獲取的；負載電流檢測是將一個測量電容器C串聯到介質阻擋放電裝置的低壓端（見）獲取的。因為：出），又因為：C檢測電容的電容量由此可以看出只要檢測出電容器上的電壓，就可以知道流過負載上的電流。采用測量電容器以測量負載電流的目的：一方面，介質阻擋放電裝置本身就是一個電容性負載，利用測量電容檢測負載電流在保證測量精度的同時會使電路簡化；另一方面，它不會引起電路的損耗。
42PWM控制電路PWM控制電路采用的核心部件是SG3524脈寬調制組件。如所示，系統軟啟動電路是由運放構成的加法器及積分器組成的，連接到SG3524的9腳。系統上電時，由軟啟動電路控制SG3524的9腳電平使輸出電壓剛好處于放電的初始電壓處并保持一段時間，然后由積分器按一定斜率逐漸提高9腳電平使輸出電壓上升到放電電壓的設定值。這樣就避免了啟動時對負載造成沖擊。輸出電壓的穩定是由SG3524的誤差放大器（1、2腳）及外圍電路實現的。當電源系統發生過壓、過流、過載、欠壓等故障時，經信號處理電路處理后由觸發器向SG3524的10腳發出高電平并鎖定輸出電壓20ms，之后重復軟啟動過程。如果故障現象在一定時間內持續存在，則完全中斷電源輸出并發出故障報警。
輸出的PWM調制波可直接驅動隔離光耦。
PWM控制電路4. 3驅動電路的改進EXB841是日本富士公司生產的IGBT專用驅動模塊，由于結構和使用的原因常常出現一些問題因此在應用中對驅動電路進行了一些改進：①EXB841驅動模塊是采用單+20V電源供電的，負偏電壓是利用5V穩壓管來形成的，因其功率很小，不能很好地抑制柵極電壓的波動，容易造成IGBT的損壞。因此在電路外部并接了一個功率為1W的6V穩壓管，同時將電源電壓略微提高。這樣就有效地防止了驅動模塊的損壞，同時也能更可靠地驅動和關斷IGBT；②EXB841驅動電路的過流檢測引出端與IGBT漏極間串接的快恢復整流二極管對IGBT的過流保護有很重要的影響，一般要求正向導通壓降為3V.但在國內市場能夠買到的快恢5結論采用IGBT及PWM脈寬調制技術設計的逆變電源在介質阻擋放電技術中已經獲得成功的應用。實踐證明，該逆變電源系統的設計完全滿足了介質阻擋放電技術的需要。該電源不但電路結構簡單體積成倍減小，性能穩定可靠，而且使應用該電源的介質阻擋放電裝置的體積大大減少，性能卻大幅度提高。輸出功率為20kW，工作頻率為20kHz的電源裝置在高產量、高濃度臭氧發生裝置中的應用結果表明：電源裝置的體積只有原來的五分之一，臭氧發生裝置的體積只有原來的六分之一，在相同產量條件下， O3的濃度增加了數倍，最高濃度可達200g/m3，同時也減少了原料氣的消耗。逆變電源所帶來的問題是頻率的提高使放電裝置的能耗有所增加，效率有所下降。下一步的研制目標是改進控制方式，在保持臭氧發生裝置高濃度、高產量的同時設法提高裝置的效率。