15、本设计输出滤波电抗器 根据第9、10节设 计如图所示三相逆变器 C RI UO 输出电路中,L的电感 量约为185333微亨 (长)107.467(A 根据式 UⅠ×103 sO- 4.44fK。KB 其中 U=1n(长)2=1u(长):2y1=107467×2×丌×400×185333×10-6 50.057()
15、本设计输出滤波电抗器 根据第9、10节设 计如图所示三相逆变器 输出电路中，L的电感 量约为185.333微亨 L1 C L’ R Uo IL1 ( ) I (A) L1 长 = 107.467 一、根据式 f K K j B U I SQ 44 S Q 4. 108 = 其中： ( ) ( ) (V ) U I L ZL I L f L 50.057 2 107.467 2 400 185.333 10 6 1 1 1 1 = = = = − 长 长
50.057×107467×10 SO= 1181.720(Ccm 4.44×400×0.89×0.4×120×6000 注意:400HZ时,Ks、j、B比50HZ时下降。 查表可选:400HZCD32×64×130的铁心。 它的SQ为: SQ=32×64×5×13=13312(n) 导线截面积计算 107.467 89.556m2 1.2 查表选矩形截面玻璃丝包绝缘导线
( ) 4 8 1181.720 4.44 400 0.89 0.4 120 6000 50.057 107.467 10 SQ = cm = ( ) 4 SQ = 3.26.4513 =1331.2 cm 注意：400HZ时，KS、j、B比50HZ时下降。 查表可选：400HZ CD32×64×130的铁心。 它的SQ为： 导线截面积计算： ( ) ( ) 2 89.556 1.2 107.467 S 线 = = m m 查表选矩形截面玻璃丝包绝缘导线
匝数计算:查表可得这种铁心的每伏匝数为,0.43 N=50057×043=2525(匝 根据实际情况,可选N=(22~24)匝,在两个 心柱上各绕11~12匝,装配时,通过调整铁心气隙, 得到所需的电感量。 16、空心电抗器的计算 有些场合要求的电感量很小,或是要求较好的 线性,这时可用空心电抗器。空心电抗器的电感量 与线圈的几何形状及线圈匝数有关,可以根据通过 电流的大小选择一定的导线截面积,然后假设几个 尺寸大小(如图)及线圈匝数进行试算,重复修改 几次,就可得到所需要的电感
匝数计算：查表可得这种铁心的每伏匝数为，0.43 N = 50.0570.43 = 21.525 (匝) 根据实际情况，可选N=（22~24）匝，在两个 心柱上各绕11~12匝，装配时，通过调整铁心气隙， 得到所需的电感量。 16、空心电抗器的计算 有些场合要求的电感量很小，或是要求较好的 线性，这时可用空心电抗器。空心电抗器的电感量 与线圈的几何形状及线圈匝数有关，可以根据通过 电流的大小选择一定的导线截面积，然后假设几个 尺寸大小（如图）及线圈匝数进行试算，重复修改 几次，就可得到所需要的电感
多层线圈的计算公式如下: N-D L 50(D+2/+13/D) 式中D~线圈的平均直径(cm) 1~线圈的平均高度(cm) d~线圈的厚度(cm) N~线圈匝数 d 例:已知线圈N=500匝, D=16cm),d=3(cm),l=10(cm) 则电感为 5002×162 50×(6+2×10+1.3×3×10÷16) 33000)=33mH)
多层线圈的计算公式如下： ( ) ( H ) D l dl D N D L 50 2 1.3 2 2 + + = l D d 式中 D~线圈的平均直径（cm） ~线圈的平均高度（cm） d~线圈的厚度（cm） N~线圈匝数 例：已知线圈N=500匝， D=16(cm)，d=3(cm)， l =10(cm) 则电感为 ( ) L 33300( H) 33.3(mH) 50 16 2 10 1.3 3 10 16 500 16 2 2 = = + + = l
这个公式是近似的,计算结果与实际会有误差, 但对初步估算有用,实际应用时可通过实测校验 17、主开关器件的保护 电力电子装置主开关器件的保护主要在两个方 面:①器件控制极保护;②器件主开关极的保护; ①器件控制极保护 当今电力电子装置中用的主开关器件以电压型 开关器件占主导地位(控制特性好,驱动功率小) 但存在的问题是:控制极比电流型开关器件容易损 坏,在设计安装不合理时更是如此
这个公式是近似的，计算结果与实际会有误差， 但对初步估算有用，实际应用时可通过实测校验。 17、主开关器件的保护 电力电子装置主开关器件的保护主要在两个方 面：①器件控制极保护；②器件主开关极的保护； ①器件控制极保护 当今电力电子装置中用的主开关器件以电压型 开关器件占主导地位（控制特性好，驱动功率小）， 但存在的问题是：控制极比电流型开关器件容易损 坏，在设计安装不合理时更是如此
IGBT、 MOSFET都是最常用的电压控制型开 关器件。它们共同的特点是:控制极(栅极回路) 都可以等效为一个电容器 栅极回路的击穿电压BVs均 Ra 为±20V,一般使用中不超过 ±15V,实用的典型栅极电路(M)Wy 如图所示: gs Rg是栅极驱动限流电阻,Rg越小栅极获得的 驱动电流越大,开关器件的开关速度越快。 太小的Rg会造成驱动电路负荷过重,例如,驱动 电路输出电流峰值b=2(八),输出电压∨o=15(V)时
IGBT、MOSFET都是最常用的电压控制型开 关器件。它们共同的特点是：控制极（栅极回路） 都可以等效为一个电容器。 栅极回路的击穿电压BVGS均 为±20V，一般使用中不超过 ±15V，实用的典型栅极电路 如图所示： Rg Rgs W1 W2 Vgs Rg是栅极驱动限流电阻， Rg越小栅极获得的 驱动电流越大，开关器件的开关速度越快。 太小的Rg会造成驱动电路负荷过重，例如，驱动 电路输出电流峰值Ip=2(A)，输出电压VO=15(V)时
Rg小于7.5欧姆就可能造成驱动电路过载。 过快的开关速度对开关器件也不绝对有利,特 别是关断时,过快的速度会造成过大的dvdt,对器 件的可靠关断不利 Rg太大会造成开关器件的开关过渡过程变长(功 耗增加)同样不利 Rg具体大小可参考器件资料,一般电流容量越 大的器件(Cg大)R越小,电流容量越小的器件 (Cs小)Rg越大。在实际电路中,可通过实验在典 型值附近调整
Rg小于7.5欧姆就可能造成驱动电路过载。 过快的开关速度对开关器件也不绝对有利，特 别是关断时，过快的速度会造成过大的dv/dt，对器 件的可靠关断不利。 Rg太大会造成开关器件的开关过渡过程变长（功 耗增加）同样不利。 Rg具体大小可参考器件资料，一般电流容量越 大的器件（Cgs大）Rg越小，电流容量越小的器件 （Cgs小）Rg越大。在实际电路中，可通过实验在典 型值附近调整
在要求开通和关断 时间常数不一样的应用 场合,可用右图所示电 路,由Rg1决定开通时间, R Rg2决定关断时间 gs Rgs的大小与开关器件的反压耐受力有关。Rgs 越小,开关器件关断时能承受的反压越高,但对驱 动电路不利。因为电压型开关器件驱动电路一般都 按脉冲工况设计,Rg过小时驱动电路实际上变成 了连续工况。Rgs一般可选在10K左右
Rg1 Rgs W1 W2 Vgs Rg2 在要求开通和关断 时间常数不一样的应用 场合，可用右图所示电 路，由Rg1决定开通时间， Rg2决定关断时间。 Rgs的大小与开关器件的反压耐受力有关。 Rgs 越小，开关器件关断时能承受的反压越高，但对驱 动电路不利。因为电压型开关器件驱动电路一般都 按脉冲工况设计， Rgs过小时驱动电路实际上变成 了连续工况。 Rgs一般可选在10K左右
W1和M为驱动电压限幅二极管,一般选16~18V 的稳压二极管,反串后具有±17~19V的双向限幅特 性,可防止驱动电压超过±20V。 以上元件在实际电路中应尽量靠近开关器件栅极 布置,以便减少引线电感带来的不利。 ②器件主开关极的保护 主开关极的保护电路至 关重要。最典型的电路原理 如右图所示 R L和C是防止器件过高的 C didt和dvd的两个关键元件 (原理略)
W1和W2为驱动电压限幅二极管，一般选16~18V 的稳压二极管，反串后具有±17~19V的双向限幅特 性，可防止驱动电压超过±20V。 以上元件在实际电路中应尽量靠近开关器件栅极 布置，以便减少引线电感带来的不利。 ②器件主开关极的保护 主开关极的保护电路至 关重要。最典型的电路原理 如右图所示。 L R D C L和C是防止器件过高的 di/dt和dv/dt的两个关键元件 （原理略）
该电路缺点是,功耗大,R在开关管导通时要 消耗C中所有的能量。 f 2 例如:当C=0.1微法,U=500伏,f=10KHZ时,R 功耗便达到125瓦,三相电路有六个开关器件,仅 这一项便要耗费750瓦。 原理上,当开关器件开通时,C上的电压必 须通过R放光,才能保证器件关断时C对dvot的限 制,这样RC时间常数便导致器件最小开通时间设 计困难。 开关管开通时,流过的电流是负载电流及R中 电流的和,当R较小时,开关器件有可能承受过大 的电流
该电路缺点是，功耗大，R在开关管导通时要 消耗C中所有的能量。 P CU f R C 2 2 1 = 原理上，当开关器件开通时，C上的电压必 须通过R放光，才能保证器件关断时C对dv/dt的限 制，这样RC时间常数便导致器件最小开通时间设 计困难。 例如：当C=0.1微法，UC=500伏，f=10KHZ时，R 功耗便达到125瓦，三相电路有六个开关器件，仅 这一项便要耗费750瓦。 开关管开通时，流过的电流是负载电流及R中 电流的和，当R较小时，开关器件有可能承受过大 的电流
