保护电路的设计
在功率变换电路中,主要元件有三类;固态功率器件、电容器和磁性元件(电感和变压器等),其中固态器件是核心、整机的性能主要取决于所选的器件。但是功率器件与电容器和磁性元件不同,固态器件的过载能力较弱,当它遭受过电流或过电压时,会在较短的时间内损坏。当然,这并非是说固态器件没有过载能力,只是过载的倍数较小,过载允许的时间较短。
在感应加热电源的实际应用现场,一般都存在着很强的电磁干扰,负载工作的情况也复杂多变,非常容易发生器件过载情况,因此在电力电子设备中,固态器件的保护问题是关系到设备工作可靠性的一个极端重要的问题,设置快速、准确、可靠的保护电路是非常必要的。
尽管目前的固态感应加热电源都设有过流和过片保护措施,但实际应用中有很多都存在着缺陷,有的保护电路对于象逆变侧短路等严重故障根本起不到实际的保护作用。从前面几章的分析我们知道,目前的高频器件比较适合构成电压型串联逆变电路,就是中频电源由于串联型电路具有主电路结构简洁,低成本的特点也适合选用电压型串联逆变电路。但除非非常必要用电压型串联逆变电路,一般的场合还是电流型并联逆变电路为主流。其主要原因就是串联型逆变的直通和输出短路保护的难度较大。
下图为电压型逆变器的直通等效模型。图中的Le 为电容地热等效串联电感和回路布线电感的集中表示,釉为电容的等效串联电阻和线路电阻的集中表示。由第三章分析可知电压型逆变器总是尽量减小布线电感和布线电阻为原则,以使逆变器的输入端获得近似理想电源源的供电特性。直流滤波电容也是选择ESR 和ESL 尽量小的高频电容,通常Le 在nH 级,勘在m 。级。除了等效电感和等效电阻外,直通回路的器件特性。即51 和54 的输出特性对直通后电流的变化过程有很大的影响。
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