飛機座椅電源的研究
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4．2 功率變換模塊
逆變橋采用型號為IKW20N60T的IGBT，具有開(kāi)關(guān)損耗小，開(kāi)關(guān)速度快，電磁干擾低等特點(diǎn)，非常適用于對電源質(zhì)量要求高的場(chǎng)合。整個(gè)電路的具體原理為：115 V／400 Hz航空電輸入，從負載平衡考慮，采用三相全橋整流，避免了單相整流產(chǎn)生的不平衡性。通過(guò)驅動(dòng)IGBT全橋逆變，經(jīng)過(guò)濾波及反饋調節得到較穩定的110 V／60 Hz正弦交流電輸出?？紤]機載設備在尺寸、重量上的嚴格要求，此方案未采用輸出端接入變壓器，而是通過(guò)調整直流電壓利用率達到額定電壓輸出。AC輸出通過(guò)電流互感器反饋電流信號，通過(guò)隔離變壓器反饋電壓信號。實(shí)際使用中，在每個(gè)IGBT管的門(mén)極增加獨立的去耦電阻Rg，以消除門(mén)極高頻振蕩，保護IGWT。Rg增大，會(huì )使IGWT開(kāi)關(guān)速度減慢，能明顯減少開(kāi)關(guān)過(guò)電壓尖峰，但增加了開(kāi)關(guān)損耗。設計中選用了24 Ω電阻。為避免集射極之間的高壓會(huì )干擾柵源極電壓，引起誤導通，設計中在門(mén)射極之間并聯(lián)大電阻Rgs，其取值為：Rgs=(1～5)×103Rg，設計中參數選取為100 kΩ。
4．3 保護電路
①過(guò)流保護電路：通過(guò)在逆變交流輸出端接入霍爾電流互感器反饋電流信號，如超過(guò)整定值，產(chǎn)生過(guò)流信號，通過(guò)光耦隔離置P11腳低電平，關(guān)閉系統輸出，并通過(guò)P13腳控制故障指示燈常亮。過(guò)流保護電路如圖3所示；②超溫保護電路：采用PT100組成橋式采集電路，安裝在功率板靠近逆變橋路處，對IGBT的溫度進(jìn)行檢測控制。本文引用地址：http://dyxdggzs.com/article/177603.htm
設計中產(chǎn)生的過(guò)流超溫信號通過(guò)光耦與控制電路進(jìn)行隔離。電源電路中，開(kāi)關(guān)的控制非常重要，精度、穩定性要求高，且控制電路對噪聲敏感，一旦有噪聲，控制電路中的控制信號就會(huì )紊亂，嚴重影響電源的工作和性能。因此，用光耦將電源中的兩部分進(jìn)行隔離，從而防止了噪聲通過(guò)傳導的途徑傳入控制電路中。
4．4 濾波電感的設計
濾波電感設計的好壞直接影響系統的輸出波形以及整體效率等問(wèn)題。電感設計步驟如下：
(1)L，C濾波參數的確定
式中：Uo為輸出電壓；Udc為直流母線(xiàn)電壓；P為滿(mǎn)載功率；fs為開(kāi)關(guān)頻率。
該方案采用消諧波技術(shù)，逆變輸出基本不含前200次諧波，避免了傳統后級濾波電感體積大等問(wèn)題，選取較小電感值完成濾波要求。經(jīng)過(guò)實(shí)驗驗證，選取0．5 mH電感即可完成后級濾波工作。截止頻率fc為3～3．75 kHz，即可計算濾波電容值C=1／[(2πfc)2L]=5．635μF，選取4．7 μF，fc=3 284 Hz，滿(mǎn)足濾波要求。
(2)電感磁芯AP值計算 設計選取鐵硅鋁環(huán)形磁芯，它具有磁芯耗損低，溫升小，能量存儲能力高等特點(diǎn)。此處取Bm=0．3 T，窗口利用系數Ku=0．4，電流密度系數Kj=500，I為額定電流，可得：
基于磁環(huán)繞制、AP值等方面的考慮，該設計選取型號77548A7鐵硅鋁磁環(huán)，鐵心截面積Ae=65．6mm2，鐵心窗口面積Wa=293 mm2，故磁芯的AP=AeWa=1．969 cm4>0．72 cm4，滿(mǎn)足設計要求。
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