ZHCUCN4 December   2024

 

  1.   1
  2.   说明
  3.   资源
  4.   特性
  5.   应用
  6.   6
  7. 1系统说明
    1. 1.1 术语
    2. 1.2 主要系统规格
  8. 2系统概述
    1. 2.1 方框图
    2. 2.2 设计注意事项
      1. 2.2.1 控制系统设计原理
        1. 2.2.1.1 PWM 调制
        2. 2.2.1.2 电流环路模型
        3. 2.2.1.3 直流母线调节环路
        4. 2.2.1.4 直流电压平衡控制器
    3. 2.3 主要产品
      1. 2.3.1 TMS320F280013x
      2. 2.3.2 UCC5350
      3. 2.3.3 AMC1350
      4. 2.3.4 TMCS1123
      5. 2.3.5 UCC28750
      6. 2.3.6 LM25180
      7. 2.3.7 ISOTMP35
      8. 2.3.8 TLV76133
      9. 2.3.9 TLV9062
    4. 2.4 硬件设计
      1. 2.4.1  电感器设计
      2. 2.4.2  总线电容器选择
      3. 2.4.3  输入交流电压感测
      4. 2.4.4  输出直流母线电压检测
      5. 2.4.5  辅助电源
      6. 2.4.6  隔离式电源
      7. 2.4.7  电感器电流感应
      8. 2.4.8  栅极驱动器
      9. 2.4.9  隔离式温度感测
      10. 2.4.10 过流和过压保护 (CMPSS)
  9. 3硬件、软件、测试要求和测试结果
    1. 3.1 硬件要求
      1. 3.1.1 入门硬件
        1. 3.1.1.1 电路板概述
        2. 3.1.1.2 测试设备
    2. 3.2 软件要求
      1. 3.2.1 入门 GUI
        1. 3.2.1.1 测试设置
        2. 3.2.1.2 GUI 软件概述
        3. 3.2.1.3 使用 GUI 进行测试的过程
      2. 3.2.2 固件入门
        1. 3.2.2.1 在 Code Composer Studio™ 中打开项目
        2. 3.2.2.2 工程结构
        3. 3.2.2.3 测试设置
        4. 3.2.2.4 运行项目
          1. 3.2.2.4.1 INCR_BUILD 1：开环
            1. 3.2.2.4.1.1 设置、编译和加载项目
            2. 3.2.2.4.1.2 设置调试环境窗口
            3. 3.2.2.4.1.3 使用实时仿真
            4. 3.2.2.4.1.4 运行代码（版本 1）
          2. 3.2.2.4.2 INCR_BUILD 2：闭合电流环路
            1. 3.2.2.4.2.1 运行代码（版本 2）
            2. 3.2.2.4.2.2 编译和加载项目以及设置调试
          3. 3.2.2.4.3 INCR_BUILD 3：闭合电压和电流环路
            1. 3.2.2.4.3.1 编译和加载项目以及设置调试
            2. 3.2.2.4.3.2 运行代码（版本 3）
          4. 3.2.2.4.4 INCR_BUILD 4：闭合平衡、电压和电流环路
            1. 3.2.2.4.4.1 编译和加载项目以及设置调试
            2. 3.2.2.4.4.2 运行代码（版本 4）
    3. 3.3 测试结果
      1. 3.3.1  IGBT 栅极上升和下降时间
      2. 3.3.2  上电序列
      3. 3.3.3  通过 GUI 启动的 PFC
      4. 3.3.4  380VAC、9kW 下的过零
      5. 3.3.5  380VAC、10kW 下的电流纹波
      6. 3.3.6  使用电网电源进行 10kW 负载测试
      7. 3.3.7  使用交流电源进行 9kW 负载测试
      8. 3.3.8  功率分析仪结果
      9. 3.3.9  热性能
      10. 3.3.10 电压短路中断测试
      11. 3.3.11 效率、iTHD 和功率因数结果
  10. 4设计和文档支持
    1. 4.1 设计文件
      1. 4.1.1 原理图
      2. 4.1.2 物料清单 (BOM)
    2. 4.2 工具与软件
    3. 4.3 文档支持
    4. 4.4 支持资源
    5. 4.5 商标
  11. 5作者简介

2.4.1 电感器设计

输入电感器 (Li) 会过滤掉开关频率谐波。除其他因素之外，电感器设计还与电流纹波计算值和内核为承受计算出的电流纹波而选用的材料相关。图 2-7 显示了一个开关周期波形内逆变器输出电压 vi 与电感器电流的关系。

TIDA-010257 电流纹波计算图 2-7 电流纹波计算

电感器上的电压由 V = Li(di/dt) 给出。对于 Vienna 整流器，请参阅方程式 7。

方程式 7. V b u s 2 - V i n = L i × ∆ i p p D ' × T s

其中

  • Ts = 1/Fsw 是开关周期
  • D' 是开关处于接通状态的占空比

对于控制设计，假设 D 是电感器的另一个端子处的电压，它与 D' 的关系为 D' = 1 - D。在交流波形中的任何时刻对电流纹波的重新排列根据方程式 8 得出。

方程式 8. ∆ i p p = D ' × T s × V b u s 2 - V i n L i

现在，假设调制指数为 ma，则占空比可由 D' = ma*sin(ωt) 给出，假设 Vin = D' × (Vbus/2)，则可以推导出 方程式 9。

方程式 9. ∆ i p p = V b u s 2 × T s × m a × sin ⁡ ω t × 1 - m a sin ⁡ ω t L i

通过方程式 9，可以清楚地看到，峰值纹波是一个因数，其中输入交流电具有正弦波形。

要获取相对于时间使公式差异化的最大值，请使用方程式 10。

方程式 10. d ∆ i p p d t = K cos ⁡ ω t 1 - m a sin ⁡ ω t - m a sin ⁡ ω t × cos ⁡ ω t = 0

该公式提供了 sin(ωt)=1/(2 × ma) 中存在的最大纹波，替换该值，可以推导出方程式 11。

方程式 11. ∆ i p p m a x = V b u s 2 × T s 4 × L i ⇒ L i = V b u s 2 4 × F s w × ∆ i p p m a x

得到这些值后，可以选择相应的内核以及符合该电感值的电感器。