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專訪:金升陽電源模塊在變頻器中的應用

時間:2014-01-27

來源:廣州金升陽科技有限公司

導語:金升陽將推出工作溫度高達-45℃~+125 ℃的隔離穩壓電源CF系列,以滿足最高等級的汽車電源標準要求。關注高端應用領域, 是金升陽未來的戰略重點。

1.請您介紹電源分類及在變頻器中的應用
變頻器中應用的電源大致分為兩類:自搭電源方案和模塊電源解決方案兩種。
自搭電源方案的靈活性非常大,我們知道變頻器的三相全橋電路會用到6pcs IGBT,因此對應需要6路電源,而且每路電源都需要正負電壓(一般選擇+15V,-9V)來開通和關斷IGBT,加上控制器還需要一路隔離電源,電壓一般為5V,因此這兩個電源需要7路,共計13個繞組。這樣一個電源非常的復雜,即使是最富有經驗的電源工程師設計的電源仍然存在輸出電壓不夠穩定、不良率高的先天缺陷,唯一讓這種方案存在的原因為方案總體成本相對較低。
另外一個方案就是為6路IGBT驅動和控制電路分別選擇一個模塊電源,因為模塊電源會經過嚴格的可靠性設計,由專業廠家提供,產品性能、穩定性都會更高,有效的規避了第一種方案劣勢,帶來的問題是成本的增加。

2.衡量電源好壞的指標有哪些?如何選購電源產品?如何檢測變頻器電源好壞?
變頻器電源有其特殊的行業屬性,它的參數指標也和常規電源有明顯的區別。我們經常會接到客戶的抱怨說用到常規的電源來做為變頻器電源所出現的種種問題。原因為變頻器因為其屬于電力電子范疇,具有功率高、工作頻率高,現場工作環境電磁干擾大等問題,一般而言,其電壓變化率可以達到10kV/uS,普通電源在這種強干擾下會引起電源的工作環路異常,最后導致驅動控制系統的崩潰。因此,一個好的變頻器電源需要能夠接受高電壓變化率、高隔離耐壓、低寄生電容、大的容性負載能力、優良的EMC等特性。
電源選取方面盡量選取大牌廠商的IGBT驅動專用系列電源,例如金升陽的QA系列電源,輸出+15V,-9V,比市場上普通的+/-15V輸出的電源節省了20%的效率卻能夠更好的驅動IGBT。另外就是從能否有高電壓變化率、高隔離耐壓、低隔離電容、大容性負載能力、EMC參數來選擇合適的電源。
變頻器的好壞判斷除了常規的性能測試,還需要關注上述的性能指標的測試。

3.請您介紹電源目前應用新動態,哪些行業是近年重點增長行業?
目前變頻器的發展整體形勢出現了一定的差異化,高壓變頻器發展較為平穩,中低壓變頻器行業在工業、民用等領域發展很快,但是國內對于變頻器的應用研究和國外還是有明細的差距,對于電源的選型還存在明顯的誤區。因此變頻器的電源的應用推廣需要電源廠商專業FAE的技術服務支持,以及電源提供整體的電源解決方案以降低整體方案成本,模塊電源解決方案才會在變頻器中應用的更廣泛。

4.請您從系統角度保障電源的壽命可靠性?
電源的設計制造是一個系統性工程,需要很多平臺的支持才能保證產品的可靠性。這些平臺應該包含:物料平臺、技術開發平臺、失效分析平臺、生產制造平臺、人員培訓平臺、流程管控平臺和服務平臺。各個平臺高效運轉才能切實提升電源的壽命和可靠性。

5.電源在變頻器應用中的常見問題有哪些?如何解決?
常見的問題有使用普通電源導致工作異常,輸出電壓跌落,另外一個是因為IGBT在開通和關斷都需要一個瞬間大脈沖負載導致電源過載,長期會導致電源損傷和損壞。針對這兩個問題就是選擇高隔離的IGBT驅動專用電源,并在電源輸出端加一個大電容來儲能,一般為幾百uF。

6.如何解決電源與變頻系統的電磁兼容問題?
因為變頻器電源的電磁電容問題異常嚴峻,電源本身的EMC性能非常重要。和常規系統應用電源相比不僅要做好電源端口的EMC設計,也就需要在電源的前級做好防護和濾波設計,例如在電源端口加合適的壓敏電阻來防止浪涌干擾,加共模電感、安規X電容和Y電容來進行有效的濾除共模和差模干擾;同時還對于電源輸出需要進行防護和濾波的設計,主要是因為IGBT在工作過程中會產生高壓尖峰脈沖,這種脈沖長期沖擊電源輸出,會導致電源的可靠性下降,最終損壞。

7.貴企業的電源產品有哪些?其特色是?
金升陽公司針對變頻器行業推出的IGBT專用驅動電源有三類:其一為QA01-04,為低壓變頻驅動而設計,特色3000VAC高隔離耐壓,10pF超低隔離電容;其二為QAW在繼承了QA電源的特點基礎上提供9-18V或18-36V寬電壓輸入;其三為AC220V輸入的,可以選擇LD系列的電源。
請您談談電源在材料、技術及應用上的新趨勢。
通用變頻器電源的材料選擇需要考慮其特殊的性能來選取,例如變壓器的選擇和設計需要考慮其高耐壓特性、低寄生電容特性等。但是對于一些特殊的行業需要的材料有其行業特性,例如今年國家大力發展的電動汽車產業需要的變頻器電源,就需要滿足廠商滿足TS16949認證,要求選擇的器件需要滿足AEC-Q100認證。金升陽在國內率先通過了TS16949體系認證,并且也會在全球率先預推出滿足AEC-Q100認證要求的電動汽車專用驅動控制器電源--CQA05T

8.電源產品在變頻器應用上有哪些新趨勢?
從自搭方案逐步進化到模塊式整體解決方案。

9、貴企業在電源領域的最新動向是?最新市場動向是?
正如第八點提到的,金升陽會加大在汽車電子方面的研發投入。除了在電動汽車變 頻器方面會推出專用驅動電源CQA05T外,金升陽還將推出工作溫度高達-45℃~+125 ℃的隔離穩壓電源CF系列,以滿足最高等級的汽車電源標準要求。關注高端應用領域, 是金升陽未來的戰略重點。

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