介质阻挡强电离放电用IGBT逆变电源的研制( 二 ) _知识百科

4控制电路控制电路是介质阻挡放电电源系统中十分重要的一个方面。介质阻挡放电的所有功能都是由控制电路控制IGBT逆变器实现的。该电源的控制电路是由信号检测电路、PWM控制电路、驱动及保护电路等几个部分组成的。
4.1信号检测该电源中设置了输入电压信号检测、IGBT过流信号检测、输出电压信号检测、负载电流信号检测等。输入电压信号是由辅助变压器获取的；IGBT过流检测是通过二极管由IGBT的源极获取的；输出电压检测是通过电压分压器获取的；负载电流检测是将一个测量电容器C串联到介质阻挡放电装置的低压端（见）获取的。因为：出），又因为：C检测电容的电容量由此可以看出只要检测出电容器上的电压，就可以知道流过负载上的电流。采用测量电容器以测量负载电流的目的：一方面，介质阻挡放电装置本身就是一个电容性负载，利用测量电容检测负载电流在保证测量精度的同时会使电路简化；另一方面，它不会引起电路的损耗。
42PWM控制电路PWM控制电路采用的核心部件是SG3524脉宽调制组件。如所示，系统软启动电路是由运放构成的加法器及积分器组成的，连接到SG3524的9脚。系统上电时，由软启动电路控制SG3524的9脚电平使输出电压刚好处于放电的初始电压处并保持一段时间，然后由积分器按一定斜率逐渐提高9脚电平使输出电压上升到放电电压的设定值。这样就避免了启动时对负载造成冲击。输出电压的稳定是由SG3524的误差放大器（1、2脚）及外围电路实现的。当电源系统发生过压、过流、过载、欠压等故障时，经信号处理电路处理后由触发器向SG3524的10脚发出高电平并锁定输出电压20ms，之后重复软启动过程。如果故障现象在一定时间内持续存在，则完全中断电源输出并发出故障报警。
输出的PWM调制波可直接驱动隔离光耦。
PWM控制电路4. 3驱动电路的改进EXB841是日本富士公司生产的IGBT专用驱动模块，由于结构和使用的原因常常出现一些问题因此在应用中对驱动电路进行了一些改进：①EXB841驱动模块是采用单+20V电源供电的，负偏电压是利用5V稳压管来形成的，因其功率很小，不能很好地抑制栅极电压的波动，容易造成IGBT的损坏。因此在电路外部并接了一个功率为1W的6V稳压管，同时将电源电压略微提高。这样就有效地防止了驱动模块的损坏，同时也能更可靠地驱动和关断IGBT；②EXB841驱动电路的过流检测引出端与IGBT漏极间串接的快恢复整流二极管对IGBT的过流保护有很重要的影响，一般要求正向导通压降为3V.但在国内市场能够买到的快恢5结论采用IGBT及PWM脉宽调制技术设计的逆变电源在介质阻挡放电技术中已经获得成功的应用。实践证明，该逆变电源系统的设计完全满足了介质阻挡放电技术的需要。该电源不但电路结构简单体积成倍减小，性能稳定可靠，而且使应用该电源的介质阻挡放电装置的体积大大减少，性能却大幅度提高。输出功率为20kW，工作频率为20kHz的电源装置在高产量、高浓度臭氧发生装置中的应用结果表明：电源装置的体积只有原来的五分之一，臭氧发生装置的体积只有原来的六分之一，在相同产量条件下， O3的浓度增加了数倍，最高浓度可达200g/m3，同时也减少了原料气的消耗。逆变电源所带来的问题是频率的提高使放电装置的能耗有所增加，效率有所下降。下一步的研制目标是改进控制方式，在保持臭氧发生装置高浓度、高产量的同时设法提高装置的效率。