XXXX高职组比赛电力电子相关介绍

MCLMK模块线路板模块说明及图示浙江求是科教设备有限公司浙江求是技术部2013.5.24MCLMK电力电子模块介绍浙江求是科教设备有限公司1-1 MCLMK-220同步信号电路1-2 MCLMK-221单相电能检测电路1-3 MCLMK-222三相电能检测电路1-4 MCLMK-223脉冲触发电路1-5 MCLMK-224脉冲输出电路1-6 MCLMK-225功率桥功率输出电路1-7 MCLMK-226-1二极管整流电路1-8 MCLMK-226-2二极管整流保护电路1-9 MCLMK-227MOSFETorIGBT功率桥电路1-10 MCLMK-228晶闸管整流电路MCLMK电力电子模块介绍浙江求是科教设备有限公司1-11 MCLMK-229IPM模块电路1-12 MCLMK-230交流电压检测电路1-13 MCLMK-231交流电流检测电路1-14 MCLMK-232直流电压、电流检测电路MCLMK-220同步信号电路变压器原边同步变压器同步电压信号同步电压方波信号±DC12V供电电压比较光耦隔离浙江求是科教设备有限公司MCLMK-220原理图浙江求是科教设备有限公司MCLMK-220同步信号电路同步信号电路采用兵字同步变压器，T0.5-06，其次级空载电压为39.3V，满载电压为24V，变压器次级采用Y型接法浙江求是科教设备有限公司MCLMK-220同步信号电路同步信号±12V供电上拉电阻同步信号输入采用电阻分压后进入电压比较器LM311，输出需上拉，输出方波信号通过光耦TLP521进行强弱电隔离，后通过PMOD口将信号接入核心板。浙江求是科教设备有限公司MCLMK-220接口引脚一一对应DCP-200JBMCLMK-220P1浙江求是科教设备有限公司MCLMK-221单相电能检测被检测电压、电流信号互感器单相电能计量芯片ADE7753数字信号至核心板DC12V电源浙江求是科教设备有限公司MCLMK-221原理图浙江求是科教设备有限公司MCLMK-221单单相电电能检检测被检测测电压压、电电流信信号分分别通通过电电压、、电流流互感感器，，转换换成电电能芯芯片可可检测测信号号，芯芯片输输入端端有正正反向向二极极管进进行输输入限限幅保保护互感器器限幅保保护浙江求求是科科教设设备有有限公公司MCLMK-221单单相电电能检检测这里我我们采采用的的是单单相电电能计计量芯芯片ADE7753，，左图图是其其典型型接法法，它它有以以下几几个特特点：：特点：：1：高高精度度2：有有供电电能计计量误误差小小于0.1%3：SPI通讯讯方式式4：5V单单电源源，低低功耗耗（25mW））该芯片片内部部有很很多寄寄存器器，详详见PDF，我我们只只需通通过对对其寄寄存器器读写写即可可。浙江求求是科科教设设备有有限公公司MCLMK-221接接口引脚一一一对对应DCP-200JBMCLMK-221P1浙江求求是科科教设设备有有限公公司MCLMK-222三三相电电能检检测电电路被检测测电压压、电电流信信号互感器器DC12V电源源三相电电能计计量芯芯片ADE7758数字信信号至开发发板浙江求求是科科教设设备有有限公公司MXLMK-222原原理图图浙江求求是科科教设设备有有限公公司MXLMK-222三三相电电能检检测电电路互感器器限幅保保护被检测测电压压、电电流信信号分分别通通过电电压、、电流流互感感器，，转换换成电电能芯芯片可可检测测信号号，芯芯片输输入端端有正正反向向二极极管进进行输输入限限幅保保护其整体体结构构功能能与单单相电电能检检测电电路的的检测测部分分一直直浙江求求是科科教设设备有有限公公司MXLMK-222三三相电电能检检测电电路这里我我们采采用的的是单单相电电能计计量芯芯片ADE7753，左左图是是其典典型接接法，，它有有以下下几个个特点点：特点：：1：高高精度度2：有有供电电能计计量误误差小小于0.1%3：SPI通讯讯方式式4：5V单单电源源，低低功耗耗（70mW））该芯片片内部部有很很多寄寄存器器，详详见PDF，我我们只只需通通过对对其寄寄存器器读写写即可可。浙江求求是科科教设设备有有限公公司MCLMK-222接接口引脚一一一对对应DCP-200JBMCLMK-222P1浙江求求是科科教设设备有有限公公司MCLMK-223脉脉冲触触发电电路TC787同步步信号输输入端端TCA785同同步信号输输入端端移相控控制电压输输入端端TC787和TCA785选择控控制端端±DC12V电电源TC7876路路脉冲输输出TCA7872路路脉冲输输出TC787TCA785浙江求求是科科教设设备有有限公公司MCLMK-223原原理图图浙江求求是科科教设设备有有限公公司MCLMK-223脉脉冲触触发电电路同步信信号输输入滤波电电容隔直电电容直流偏置移相控制电电压输入端端输出脉冲TC787单电源工工作时的典典型接线图图。输入前级需需电平匹配网网络。图中电容C1，C7,C10为隔直耦合合电容，而而C2，C8，，C,10为滤波电容容，它与R2，R,8，R14构成滤去同同步电压中中毛刺的环环节。另一一方面，随随RP1～～RP3三三个电位器器的不同调调节，可实实现0～60°的移移相。浙江求是科科教设备有有限公司MCLMK-223脉冲触触发电路在芯片内部集成有有三个过零零和极性检检测单元、、三个锯齿齿波形成单单元、三个个比较器、、一个脉冲冲发生器、、一个抗干干扰锁定电电路、一个个脉冲形成成电路、一一个脉冲分分配及驱动动电路。它它们的工作作原理可简简述为：经经滤波后的的三相同步步电压通过过过零和极极性检测单单元检测出出零点和极极性后，作作为内部三三个恒流源源的控制信信号。三个个恒流源输输出的恒值值电流给三三个等值电电容Ca、、Cb、Cc恒流充充电，形成成良好的等等斜率锯齿齿波。锯齿齿波形成单单元输出的的锯齿波与与移相控制制电压Vr比较后取取得交相点点，该交相相点经集成成电路内部部的抗干扰扰锁定电路路锁定，保保证交相唯唯一而稳定定，使交相相点以后的的锯齿波或或移相电压压的波动不不影响输出出浙江求是科科教设备有有限公司MCLMK-223脉冲触触发电路TCA785通过一个个高阻抗的的电阻从线线路电压引引入一个同同步信号。。在通过一一个零电压压检测器后后，传送到到同步寄存存器。这个个同步寄存存器能控制制锯齿波的的产生，他他的电容C20通过一个个固定的电电流（由R13和RP2确定）充电电。如果锯锯齿波电压压超过了移相控制电压（（触发角度度φ），信号就就作为逻辑辑信号处理理。根据移相控制电压的的大小，触触发角度φ可以在0~180的的相位之之间移动。。移相控制电压输入端端同步电压输入端浙江求是科科教设备有有限公司MCLMK-223脉冲触触发电路外接移相电电压控制端移相电压控制端通过拨码开开关来选择择控制对象象为TC787还是是TCA785。浙江求是科科教设备有有限公司MCLMK-224脉冲输输出电路6路脉冲输输入开发板脉冲输入DC12V电源脉冲变压器器脉冲输出端端浙江求是科科教设备有有限公司MCLMK-224原理图图浙江求是科科教设备有有限公司MCLMK-224脉冲输输出电路该模块可将将MCLMK-23模块产生生的脉冲信信号经过三三极管放大大后，通过过脉冲变压压器，增大大其驱动能能力，用以以驱动晶闸闸管。也可可通过PMOD口将将核心板产产生的脉冲冲信号来驱驱动晶闸管管。浙江求是科科教设备有有限公司MCLMK-225功率桥桥功率输出出电路数字信号输输入TLP250光耦隔离DC12V电电源DC/DC模模块12V转15V三相全桥驱动信号IR2130数字信号输入入浙江求是科教教设备有限公公司MCLMK-225原原理图浙江求是科教教设备有限公公司MCLMK-225接接口引脚一一对应应DCP-200MCLMK-225浙江求是科教教设备有限公公司MCLMK-225功功率桥功率输输出电路电源部分：12V电源通通过DC/DC模块将电电源升至15V，同时起起到强弱电隔隔离的效果。。隔离部分：开发板输出信信号通过TLP250快快速光耦进行行隔离，其输输入、输出逻逻辑相同。保护部分：FAU为故故障信号，低低电平有效，，当发生故障障时，CS变变为低电平。。浙江求是科教教设备有限公公司MCLMK-225功功率桥功率输输出电路上图是IR2130的的典型应用，，因IR2130内部三三路驱动高压压侧功率MOS功率器件件是通过自举举技术来获得得的，所以连连接到固定电电源的反向二二极管耐压值值必须大于主主电路母线电电压峰值，且且为了防止自自举电容两端端放电，二极极管应选高频频快恢复二极极管。为防止止自举电容放放电造成其两两端电压低于于欠电压保护护的门槛电压压值，电容的的取值应充分分大。我们这这里选用10uF。浙江求是科教教设备有限公公司MCLMK-225功功率桥功率输输出电路1：极驱动电压范范围从10到到20V2：所有通道欠压压锁定3：过电流关闭所所有六路驱动4：独立半桥驱动动器5：所有通道匹配配传播延迟浙江求是科教教设备有限公公司MCLMK-226-1二极管整整流电路该模块放置6个二极管，，可通过连线线进行单、三三相全桥不可可控整流浙江求是科教教设备有限公公司MCLMK-26-2二二极管整流流保护电路直流电压输入端保险丝继电器继电器控制端DC15V输出DC12V输入DC/DC模块直流电压输出端母线电压、电流检测端浙江求是科教教设备有限公公司MCLMK-226-2原理图浙江求是科教教设备有限公公司该模块刚启动动时，为防止止C1电容充充电电流过大大，在主回路路上串联一个个限流电阻，，当电压加到到50~60V时，继电电器K1吸合合，限流电阻阻短接，当电电压加至120V左右时时，继电器K2吸合，K2的主要作作用为当线路路故障时，电电流增大会拉拉低母线电压压，从而切断断K2保护护后面负载。。输入输出浙江求是科教教设备有限公公司MCLMK-26-2二二极管整流流保护电路该电路为一个个电压比较器器，其为正反反馈，具有迟迟滞特性，可可防止母线电电压波动时，，造成继电器器的误动作。。当运放2脚脚电压低于3脚电压时，，运放1脚脚输出高电平平，继电器器不动作，当当2脚电压高高于3脚电压压时，运放1脚输出低电电平，继电器器动作，因为为1脚从高电电平转为低电电平，会造成成3脚电压降降低，从而使使继电器断开开时2脚电压压要比吸合的的电压低。浙江求是科教教设备有限公公司MCLMK-27MOSFETorIGBT功率率桥电路直流电压输入端MOS管驱动信号U、V、W三相输出浙江求是科教教设备有限公公司MCLMK-227原原理图N沟道MOS管特点：1：开关速度度块，一般为为10ns~100ns2：温度稳定定性好3：输入阻抗抗大、驱动功功率小4：导通电阻阻大，通态压压降大浙江求是科教教设备有限公公司MCLMK-228晶晶闸管整流电电路晶闸管40TPS12RC吸收浙江求是科教教设备有限公公司MCLMK-28原理理图该模块放置6个晶闸管，，可通过连线线进行单、三三相全桥可控控整流。RC可用于吸收收尖峰。40TPS12晶闸管特点：：1：具有单向向导电性和可可控开关特性性2：从阻断状状态转为导通通需同时满足足正向阳极电电压和符符合要求的正正向门极电压压3：晶闸管导导通后门极失失去控制4：欲使导通通的晶闸管关关断，需加一一定时间反向向电压浙江求是科教教设备有限公公司MCLMK-229IPM模块电电路数字信号输入入数字信号输入入TLP250光耦隔离DC15V输输入端直流电压输入入端U、V、W三相输出IPM模块PS21564-P浙江求是科教教设备有限公公司MCLMK-229IPM模块电电路浙江求是科教教设备有限公公司MCLMK-229接接口引脚一一对应应DCP-200MCLMK-229浙江求是科教教设备有限公公司MCLMK-229IPM模块隔离部分：开发板输出信信号通过TLP250快快速光耦进行行隔离，其输输入、输出逻逻辑相同。保护部分：FO1为故故障信号，低低电平有效，，当发生故障障时，FO变变为低电平。。该模块具有欠欠压、过流、、过热保护。。浙江求是科教教设备有限公公司MCLMK-229IPM模块电电路如图为IPM模块PS21564-P的典型应应用。如红色色框中选用快快恢复二极管管和足够大电电容这与MCLMk-225中IR2130的的典型应用相相似。浙江求是科教教设备有限公公司MCLMK-229IPM模块电电路1：对于上桥臂IGBTŞŞ：驱动电路路，高电压隔隔离的高速电电平移位，控控制电源欠压压保护（UV）。2：对于下桥桥臂IGBT：驱动电路路，控制电源源欠压保护，，短路保护（（SC）。3：故故障信信号：：对应应到SC故故障或或UV故障障。4：输输入接接口：：CMOS/TTL兼兼容浙江求求是科科教设设备有有限公公司MCLMK-230交交流电电压检检测电电路交流电电压输入电压传传感器器2mA/2mA隔离前前DC12V隔离后后DC12V电压前前级变变换线性光光耦HCNR200模拟量量输出出浙江求求是科科教设设备有有限公公司MCLMK230原原理图图浙江求求是科科教设设备有有限公公司MCLMK-230交交流电电压检检测电电路交流电电压输输入，，通过过限流流电阻阻然然后通通过电电压互互感器器，在在互感感器次次级得得到的的一个个模拟拟量电电压。。量程程为0~400V得到的的模拟拟量电电压，，通过过偏置置电压压偏置置和运运放放放大得得到可可变换换电压压（0~5V））浙江求求是科科教设设备有有限公公司MCLMK-230交交流电电压检检测电电路可变换换电压压通过过线性性光耦耦HCNR200变变换后后得到到可测测量的的模拟拟量。。左图图为该该线性性光耦耦的典典型应应用（（0~5V）HCNR200特点点：1：低低非线线性0.01%2：低低增益益温度度系数：：-65PPM/°°C3：宽宽频带带达到到1MHZ浙江求求是科科教设设备有有限公公司MCLMK-231交交流电电流检检测电电路交流电电流输入电流传传感器器5A/5mA隔离前前DC12V隔离后后DC12V电压前前级变换线性光光耦HCNR模拟量量输出浙江求求是科科教设设备有有限公公司MCLMK-231原原理图图浙江求求是科科教设设备有有限公公司MCLMK-231交交流电电流检检测电电路交流电电流穿穿线，，通过过互感感器，，在互互感器器次级级得到到的一一个模模拟量量电压压。量量程为为0~A得到的的模拟拟量电电压，，通过过偏置置电压压偏置置和运运放放放大得得到可可变换换电压压（0~5V））可变换换电压压通过过线性性光耦耦HCNR200变变换后后得到到可测测量的的模拟拟量。。左图图为该该线性性光耦耦的典典型应应用（（0~5V）浙江求求是科科教设设备有