发布时间:2010-12-3 阅读量:1751 来源: 发布人:
核心提示:如果把并联叠加与TPWM控制都移到直流电流源上进行,可以减少使用元器件的数量,特别是可以减少使用TPWM开关器件的数量,并使逆变开关自然地工作在ZCS状态。这样,不仅仅提高了逆变效率,同时也大大降低了逆变器的制造成本。
引言
我曾发表过一篇“直流电源PWM级联与多电平逆变器的技术改革”的文章,这是针对电压型逆变器而写的。实际上,根据电压型与电流型逆变器的对偶性原理,这种改革的思想也同样可以应用到电源型逆变器。
所谓电流型TPWM(Trapezoida-PWM)逆变器的级联,就是把N个出电流为TPWM波形的相同三相逆变器进行并联叠加。当前常用的三相电流型TPWM逆变器的共同特点是,并联叠加与TPwM控制,都是在逆变器上进行的,这种级联方式存在着使用的器件较多、开关损耗较大、制造成本较高的缺点。如果把并联叠加与TPWM控制都移到直流电流源上进行,可以减少使用元器件的数量,特别是可以减少使用TPWM开关器件的数量,并使逆变开关自然地工作在ZCS状态。这样,不仅仅提高了逆变效率,同时也大大降低了逆变器的制造成本。
l 基本三相TPWM直流电流源逆变器的工作原理
基本三相TPWM直流电流源逆变器的原理电路如图1所示。这是一种新型三相TPWM直流电流源逆变器。它与一般的三相电流型TPWM逆变器有一个很大的差别,即输出电流的TPWM控制,不是在逆变开关上进行的,而是在直流电流源上进行的。即在直流电流源与各相输出2H桥逆变器2HA、2HB、2HC 之间,分别串入了一只开关管VTA、VTB、VTC,用这三个开关管对直流电流源进行TPWM控制,使各相直流电流IdA、IdB、IdC。得到像单相全波整流器输出电压那样的TPWM直流电流源波形,而后将此波形再经过后面的GTO2HA、GTI2HB、GTO2Hc逆变桥的同步ZCS逆变,就可以变成为三相TPWM交流电流输出。
不过对于电流型逆变器直流电流源进行TPWM控制,不同于对电压型逆变器直流电源的SPWM控制,即它不能各相独立地对直流电流源进行TPWM控制,必须按照电流三相逆变器TPWM控制的特点,将三个相的直流电流源一起同时进行TPWM控制,使三相的直流电流源的输出电流 IdA+IdB+IdC=Id,以保证在TPWM调制工作过程中,使直流电流源Id的输出电流稳定不变。
下面介绍三相基本TPWM直流电流源逆变器的工作原理。
图1所示的三相基本TPWM直流电流源逆变器,采用的是变载波三角波TPWM控制,其中梯形调制波的波形,和两组相位相差180 o的载波三角波的波形如图2所示,在TPWM控制过程中,两组载波三角波uc和uc',必须以各相调制波uT的周期为间隔,交替地进行切换,并与各相梯形调制波uT进行比较,在梯形波大于三角波的部分产生正脉冲,小于部分产生零脉冲,用这样的TPWM控制法,对三相电流型逆变器的直流电流源分别在开关 TVA、TVB、TVc上进行TPWM控制,就可以保证换流在相邻相之间自动准确地进行,并保证使直流电流源Id两端的输出电流 Id=IdA+IdB+IdC稳定不变。
三相梯形调制波uTA、uTB uTC与两组载波三角波uC和uC'切换位置的对应关系如图3所示。各相均须按照梯形波的周期,交替地进行切换。
对于图l所示的三相基本TPWM直流电流源逆变器中的电流源Id,采用上述的TPWM控制得到的各相直流电电流IdA、IdB、IdC和Id的工作波形,如图4所示。由此工作波形图可以看出:逆变器的换流是在相邻相之间进行的。例如在图4中区间A的t1~t5期间,电流是在A、C相之间转换;在区间 B的t6~t10。期间,电流是在B、C相之间转换;在区间C,电流是在A、B相之间转换;在区间D,电流又回到在A、C相之间转换……。
电流转移的方向如图4中的箭头所示。这样,三相的GT02H桥直流电流源的直流电流波形如图4中的IdA、IdB、Idc所示,都得到了TPWM调制。其中每一相的TPWM直流电流波形,就像是单相全波整流器输出电压的TPWM电流波形。此波形的基波过零点为零电位。因此经过其后面的GT02H桥的 ZCS同步逆变,就可以得到三相基本TPWM直流电流源逆变器的三相交流电流iA、iB、iC的输出。由于GT02H桥逆变器是工作在ZCS状态,故可以选用廉价的低频开关器件如GTO或SCR等。
三相基本TPWM直流电流源逆变器的控制电路示意图如图5所示,图中核心部分有四个,即三相梯形波发生器、两组载波三角波发生器、两组载波三角波切换电路和梯形调制波与载波三角波进行比较产生驱动脉冲的比较器,其中两组载波三角波切换电路是电流型TPWM逆变器特有的。在图5中,由于调节逆变器输出电流是通过控制电流源的整流电压来实现的,故在图中没有画出。
这里应当指明的一点是,影响TPWM调制模式的参数有两个:一个是调制度M=UT/Uc,另一个是载波比F=ωC/ωT为3的倍数,一般令M=1,F≥9。F越大对输出电流波形的改善效果越好,但同时要求开关管的开关速度越来越快,成本也越来越高。
在消防安全需求升级与物联网技术融合的背景下,Holtek(盛群半导体)推出BA45F25343/53/63系列MCU,以双通道感烟AFE(模拟前端)为核心,结合高度集成的电源管理与智能算法,实现感烟探测器在精度、成本、可靠性三大维度的突破性提升。该系列通过内置双通道LED驱动、5V/9V多电压输出及失效报警功能,不仅解决了传统方案外围电路复杂、误报率高(行业平均>2%)的痛点,更以国产替代能力打破海外厂商(如ADI、Microchip)在高端消防芯片市场的垄断,成为智能消防终端、工业安全监测等场景的行业标杆。随着智慧城市与安规政策驱动,BA45F系列有望在百亿级消防物联网市场中占据核心地位。
在边缘计算与工业自动化高速发展的当下,电源管理技术正面临高密度集成与能耗优化的双重挑战。Microchip推出的MCPF1412高效全集成12A电源模块,以行业领先的5.8mm³超小封装、95%以上能效转换率及智能化数字接口,直击设备小型化与能源损耗的核心痛点。本文从技术解析、性能突围、国产替代路径及市场前景多维度切入,深度剖析该模块如何通过创新的LDA封装与PMBus®兼容设计,在工业控制、数据中心及新能源领域重构电源管理标准,为国产替代与全球竞争提供关键技术启示。
在第二十一届上海国际车展的智能驾驶技术专区,易灵思(展位2BC104)首次公开展示其钛金系列FPGA完整技术生态,两款基于16nm FinFET工艺的旗舰产品Ti60/Ti180,配合全栈式开发平台,构建起覆盖智能座舱、自动驾驶域控制器、车载传感三大核心场景的解决方案。
全球半导体制造格局迎来关键变量。根据产业链最新消息,英特尔的Intel 18A制程节点已获得英伟达、博通、IBM等多家行业巨头的代工订单,首批验证芯片反馈积极。这意味着在台积电主导的先进制程领域,美国本土终于出现具备竞争力的替代方案。
在2025年上海国际车展上,联发科技(MediaTek)以天玑汽车旗舰座舱平台C-X1与联接平台MT2739的发布,正式吹响了“AI定义座舱”的号角。作为全球首款基于3nm制程的车规级芯片,C-X1凭借双AI引擎架构、NVIDIA Blackwell GPU集成及400TOPS的端侧AI算力,不仅突破了传统车载芯片的算力天花板,更通过云端-端侧一致性开发生态,实现了低延迟语音交互、实时旅程规划等生成式AI功能的规模化落地。而MT2739作为5G-Advanced技术的标杆性产品,率先支持3GPP R18协议及卫星通信技术,解决了复杂场景下的网络稳定性难题。这两大平台的协同,标志着MediaTek在智能汽车领域完成了从芯片性能到生态整合的全链条布局,直面高通8155等竞品的市场优势,并加速国产替代进程。随着智能座舱渗透率预计在2025年突破60%,MediaTek正以技术革新重塑行业格局,推动中国汽车芯片从“跟随”迈向“引领”的跨越式发展。