长春逆变电源核心工作原理（附检测报告）

长春逆变电源核心工作原理附检测报告数据说明

长春逆变电源是直流电能转换交流电能的电力电子设备。该设备在工厂配电室、通信机房、轨道交通控制中心运行。山东运电气有限公司生产的逆变电源在长春本地有供货记录，设备通过出厂检测后发货。

长春逆变电源内部由直流输入断路器、输入EMI滤波器、预充电电阻、母线电容、IGBT逆变桥、交流输出滤波器、输出隔离变压器、控制板、驱动板、显示面板组成。核心器件选用英飞凌IGBT模块。^[1]控制板采用TI公司DSP芯片。

直流输入先经过断路器进入EMI滤波器。滤波器抑制直流线上的共模干扰。母线电容由电解电容和薄膜电容并联构成。电解电容储能，薄膜电容吸收高频纹波。预充电电阻限制开机时母线电容的冲击电流。接触器在母线电压建立后短接预充电电阻。

控制板内部DSP生成50Hz正弦参考波形。DSP同时生成20kHz三角载波。参考波与载波送入比较器。两个波形相交的时刻决定脉冲翻转。比较结果输出一组SPWM脉冲。脉冲宽度跟着正弦波幅值走。幅值高的时候脉冲宽，幅值低的时候脉冲窄。

SPWM脉冲经光耦隔离后送到驱动板。驱动板将脉冲放大为正15伏和负15伏电平。IGBT栅极获得正向电压时导通。获得反向电压时关断。H桥的四个IGBT按照对角线成组导通。输出端得到正负交替的脉冲波形。

输出滤波器由电感与电容组成二阶低通滤波器。截止频率设计在2kHz左右。脉冲中的高频分量被滤除。剩下50Hz基波分量形成正弦电压。

输出电压经过电阻分压采样。采样值送入DSP的AD口。DSP把采样值与设定基准比较。误差量经过比例积分调节器计算。调节器输出修正调制波幅度。调制波幅度增大则输出电压升高。调制波幅度减小则输出电压降低。

负载突然增大时输出电压瞬间跌落。控制环在1毫秒内响应。在3毫秒内恢复额定电压。动态电压跌落幅度控制在百分之十以内。

设备出厂前按照GB/T 7260-2016标准做型式试验。检测报告包含下列项目的实测数据：

检测报告备注栏记录测试条件。环境温度25摄氏度，相对湿度百分之四十，输入电压DC 220V，输出负载为阻性负载。满载连续运行四小时后测量IGBT散热器温度。散热器表面温度稳定在62摄氏度。

输入过压保护电路通过电阻分压网络监测母线电压。母线电压超过310V时DSP封锁PWM输出。欠压保护在母线电压低于170V时动作。两种保护动作后设备进入待机状态。

输出短路保护采用霍尔电流传感器。传感器响应时间小于2微秒。短路电流达到额定电流2倍时驱动电路直接关断IGBT。关断时间为4微秒。故障排除后需要人工复位。

过热保护安装在散热器上的常闭温控开关。温度升高到75摄氏度时温控开关断开。设备发出过温告警。温度回落到65摄氏度以下后恢复正常。