Регистрация | Вход

Объявление

Свернуть
Пока нет объявлений.

Журнал «ЭК»:Решения компании Power Integrations для построения экономичных силовых преобразователей

Свернуть
X
 
  • Фильтр
  • Время
  • Показать
Очистить всё
новые сообщения

    Журнал «ЭК»:Решения компании Power Integrations для построения экономичных силовых преобразователей

    Решения компании Power Integrations для построения экономичных силовых преобразователей

    По материалам компании Power Integrations

    В статье рассматриваются микросхемы управления питанием производства компании Power Integrations. Описываются семейства микросхем, предназначенные для использования в разных приложениях, начиная с зарядных устройств для мобильных телефонов и заканчивая управлением инверторами электроприводов



    Введение



    Электропривод потребляет значительную долю вырабатываемой в мире электроэнергии. Существуют разные оценки доли электропривода в мировом потреблении электроэнергии. Например, исследовательский центр в Нидерландах ECN оценивает ее в 45%.

    Поэтому во многих странах законодательно вводятся регуляторные правила на энергоэффективность электропривода. В основном, эти правила нацелены на увеличение минимального КПД электродвигателей.

    Учитывая, что срок службы электродвигателей нередко превышает 10 лет, крайне желательно, чтобы изготавливаемые в настоящее время электроприводы имели запас по КПД, позволяющий удовлетворить новые возможные ограничения, которые будут введены спустя несколько лет после выпуска этих электродвигателей. Заметим, что новые регуляторные правила охватывают практически весь ряд производимых электродвигателей, начиная с мощных промышленных установок и заканчивая маломощными двигателями настольных вентиляторов.

    В настоящее время наиболее перспективными с точки зрения энергоэффективности и надежности являются бесщеточные двигатели постоянного тока (BLDC). Они работают с высоким КПД в широком диапазоне нагрузок и скоростей вращения. Напомним, что в качестве ротора в этих двигателях используются постоянные магниты. Следовательно, отсутствует коллекторно-щеточный узел и потери на трение в нем. Управление электродвигателем BLDC осуществляется путем регулировки напряжения на обмотках статора с помощью инвертора напряжения. Напомним, что речь идет об эффективности всего электропривода, а не только входящего в его состав электродвигателя, поэтому требования к инвертору напряжения требования такие же строгие, что и к электродвигателю.

    Помимо инверторов управления электроприводом высокая энергоэффективность необходима и зарядным устройствам, и источникам питания.

    Семейства микросхем управления питанием компании Power Integrations позволят решить многие из перечисленных задач. Некоторые из них мы и рассмотрим в настоящей статье.



    Семейство драйверов IHB BridgeSwitch



    Компании Power Integrations хорошо известна – она существует уже более 30 лет, имеет большой опыт разработки и производства микросхем управления питанием, высоковольтных ИС с высокой степенью интеграции для управления силовыми преобразователями, а также драйверов затворов. Создание решений для высокоэффективного управления можно разделить на две задачи.

    К первой из них относится создание эффективной архитектуры управления силовым преобразователем, а ко второй – создание отдельных драйверов затворов для управления силовыми ключами, чтобы обеспечить масштабируемость решения и для однофазных, и для многофазных преобразователей разной мощности. Решение этих задач обеспечит гибкость и позволит разработчику «тасовать» микросхемы для обеспечения той конфигурации, которая требуется для конкретного проекта.

    Результатом такого подхода стало создание семейства интегрированных полумостовых драйверов IHB BridgeSwitch. Их можно использовать для управления бесщеточными электродвигателями, синхронными электродвигателями с постоянными магнитами (PMSM), а также асинхронными электродвигателями. КПД драйверов IHB BridgeSwitch достигает 98,5%. Они могут управлять инверторами с максимальной мощностью 30–400 Вт.

    В состав семейства IHB входят драйверы верхнего и нижнего плечей, контролеры, устройства сдвига уровня напряжения, два n-канальных 600‑В эпитаксиальных диода с быстрым восстановлением, MOS FET (FRE DFET ) с интегрированными датчиками тока. Поскольку время восстановления обратного сопротивления внутренних диодов FRE DFET чрезвычайно мало, ключи отлично подходят для коммутации индуктивной нагрузки. Использование FRE DFET позволяет снизить коммутационные потери и уменьшить электромагнитные помехи, возникающие при работе любого силового преобразователя.

    Заметим, что IHB BridgeSwitch не нуждаются в отдельном источнике питания, что облегчает задачу создания источника питания для всей системы управления. С этой целью можно использовать, например, экономичный ключ LinkSwitch TN 2 производства той же Power Integrations или простой неизолированный драйвер вместо обратноходового преобразователя с несколькими выходами.

    В состав микросхем семейства BridgeSwitch входят все необходимые для силовых преобразователей аппаратные средства защиты и мониторинга. Помимо того, что аппаратные защиты ускоряют отклик на аварийную ситуацию, они также упрощают сертификацию изделия, ускоряя его выход на рынок.

    Для облегчения проектирования можно использовать оценочные платы, которые производятся для всех микросхем семейства IHB BridgeSwitch.

    На рисунке 1 в качестве примера показаны оценочная плата RDK‑873 для управления инвертором мощностью 30 Вт и плата RDK‑853 для управления инвертором мощностью 300 Вт.





    Рис. 1. Оценочные платы IHB BridgeSwitch: а) плата RDK-873; б) плата RDK-853



    На оценочную плату RDK‑873 установлены две ИС драйвера BridgeSwitch BRD1260C с КПД равным 95%. С помощью этой платы можно управлять мостовым инвертором мощностью 30 Вт. Плата RDK‑853 обеспечивает управление 3‑фазным инвертором мощностью 300 Вт. КПД драйверов платы достигает 98% во всем диапазоне нагрузок. Как видно из рисунка 1, обе платы благодаря достаточно высокому КПД драйверов не нуждаются в радиаторах.



    Корректор коэффициента мощности HiperPFS‑4



    Чтобы удовлетворить жестким требованиям стандартов электромагнитной совместимости при проектировании силовых преобразователей, неизбежно приходится решать задачу уменьшения гармонических искажений сетевого тока, что равносильно задаче увеличения коэффициента мощности до значений очень близких к 1. Эта задача коррелирует с необходимостью увеличить КПД силового преобразователя, т. к. нелинейные искажения потребляемого тока ведут к возникновению дополнительных потерь и, следовательно, к уменьшению КПД .


    ...

    Прочитать в оригинале…
    Последний раз редактировалось Darya; 10-01-2022, 16:28.
    Взято автоматически из интернета.

Похожие темы

Тема Автор Раздел Последнее сообщение
2002—2021 «ЭтЛайт»
Наши контакты: +7 (812) 309-50-30, client@efind.ru
Реклама · Участие в поиске · Инструменты · Блог · Аналитика · English version

  ExpoElectronica RADEL
Обработка...
X