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(wěn)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(zhàn)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(jīng)驗的電源工程師設計的電源仍然存在輸出電壓不夠穩(wěn)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(jīng)過嚴格的可靠性設計,由專業(yè)廠家提供,產(chǎn)品性能、穩(wěn)定性都會更高,有效的規(guī)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(chǎn)品?如何檢測變頻器電源好壞?
變頻器電源有其特殊的行業(yè)屬性,它的參數(shù)指標也和常規(guī)電源有明顯的區(qū)別。我們經(jīng)常會接到客戶的抱怨說用到常規(guī)的電源來做為變頻器電源所出現(xiàn)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(xiàn)場工作環(huán)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(huán)路異常,最后導致驅動控制系統(tǒng)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(yōu)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(jié)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(shù)來選擇合適的電源。
變頻器的好壞判斷除了常規(guī)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(tài),哪些行業(yè)是近年重點增長行業(yè)?
目前變頻器的發(fā)展整體形勢出現(xiàn)了一定的差異化,高壓變頻器發(fā)展較為平穩(wěn),中低壓變頻器行業(yè)在工業(yè)、民用等領域發(fā)展很快,但是國內(nèi)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(qū)。因此變頻器的電源的應用推廣需要電源廠商專業(yè)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(tǒng)角度保障電源的壽命可靠性?
電源的設計制造是一個系統(tǒng)性工程,需要很多平臺的支持才能保證產(chǎn)品的可靠性。這些平臺應該包含:物料平臺、技術開發(fā)平臺、失效分析平臺、生產(chǎn)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(tǒng)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(guī)系統(tǒng)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(guī)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(chǎn)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(yè)的電源產(chǎn)品有哪些?其特色是?
金升陽公司針對變頻器行業(yè)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(yè)需要的材料有其行業(yè)特性,例如今年國家大力發(fā)展的電動汽車產(chǎn)業(yè)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(nèi)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(chǎn)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(yè)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(fā)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(wěn)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(zhàn)略重點。

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