电机驱动器400V到690V交流输入50W隔离式反激电源参考设计

　　系统描述

　　变速驱动器（VSD） 由电源部分、控制器、用户IO、显示器和通信模块组成。电源部分包括整流器、直流链路、浪涌电流限制和基于绝缘栅双极型晶体管（IGBT） 的逆变器。VSD 可采用单控制器或双控制器架构。采用单控制器架构时，脉宽调制（PWM） 生成、运动控制、IO 接口和通信均由同一个处理器控制。采用双控制器架构时，PWM 和运动控制由专用控制器负责，而应用控制则由其他控制器处理。主电源可直接由交流市电或直流链路提供，用于提供多种电压轨。为确保驱动器中的所有控制电子器件都能够正常运行，需要使用到多种电压轨。

　　主电源的传统实现方式是利用配有PWM 控制器IC（例如UCC3842、UCC3843 或UCC3844）的反激转换器。由于电机有再生作用，因此反激转换器中所用MOSFET 的额定电压必须高于1.5kV（具体取决于驱动器的额定电压）。光电耦合器用于隔离式反激以及对输出电压进行稳压。当反馈路径中所使用的组件发生故障时，输出电压可能会达到危险级别，进而损坏所有电子元器件。使用诸如UCC3842 器件的控制器时还存在一些其他问题，例如整个宽输入电压范围内短路时的功率限制问题以及启动电路中所用电阻的功率耗散问题。

　　本参考设计的主要目的是为工作输入电压为400V 和690V 的驱动器提供一种既能够减少系统成本又能够重复使用的电源设计。其他优势包括：

　　• 拓扑结构允许使用两个低成本场效应晶体管（FET） 替代单个高压FET

　　• 整个输入范围内的功率限制恒定一致

　　• 通过UCC28711 的一次侧稳压减少系统成本，因此无需隔离式二次侧反馈

　　• 可防止反馈路径中的组件发生故障

　　此参考设计提供隔离式24V、16V、–16V 和6V 输出来为变速驱动器中的控制电子器件供电。电源可直接由三相交流市电提供，也可由直流链路电压提供。此设计采用准谐振反激式拓扑，额定输出功率为50W。电源的输入调整率和负载调整率设计在5% 以内。该电源经过设计，可满足IEC61800-5 关于电气间隙、爬电距离和绝缘测试电压的要求。