流非常難以實現,每一個igbt的驅動訊號都採用光纖,只要哪怕有一根頭髮絲的差距,均壓均流失敗,那麼一個閥內的所有開關都會瞬間燒掉,還會引起可怕的連鎖反應。
這種換流閥世界上只有幾家公司能夠做到,均壓均流的工藝要求太高。
即便如此,整個閥的開關頻率也就在1000hz左右。
大功率對開關頻率的限制非常大,單一的開關器件達不到要求,頻率稍有提高,均壓均流的難度成倍提高。
本次開發的高壓直流發生器,輸出直流要求200kv,電流最高峰值達到800ma,短時最大功率超過160kw,單一的開關器件也無法做到,硬開關狀態損耗太大,頻率一提高,開關壽命成幾何級下降。
必須軟開關,必須均壓均流,還必須要求重量要足夠輕,就必須提高頻率,這才是一系列提高難度的要素,否則一幫子經驗豐富的教授怎會一籌莫展呢。
張政迫不及待向劉晨討教。心中的疑惑太多。
“怎麼會呢?如果開關頻率10k的話,我粗略測算,波動會在5%以上。”
“10k?那是遠遠不夠的,這種控制模式的開關頻率起碼100khz以上,完全消除開關損耗就是為了高頻化,10k的頻率量級不需要用這種結構。”
“100khz?”張政眼睛都瞪圓了。這麼高頻率,那整體裝置的重量肯定大大減輕呀,只是……
“這麼高頻率,igbt也達不到,只能採用mosfet結構的開關器件,單個片子的容量可非常小啊,這又要考慮複雜的均壓均流的問題了。”張政苦著臉,他覺得最理想的狀況是把頻率提高到30k達到平衡。
“這個簡單,mosfet的耐壓沒問題。就是透過電流偏小,而我們採用這種拓撲結構是在電流為零時切換開關,想到了嗎?那就是天然的均流條件呀,只要把幾個開關管並聯在一起就能解決容量小的問題,根本不需要增加額外的輔助電路均流。”
張政差點兒跳了起來,興奮地揮舞著拳頭,叫道:“對呀,開關容量的問題就解決了。”
略一想還覺得不太對。“這麼高頻率,控制不好做吧?而且還需要檢測諧振電流過零點。控制器反應不過來呀,那穩定性會不會太差了?”
“硬體電路實現確實有點麻煩,不過卻並非不可能。”劉晨笑道,他在採用這種結構開發裝置時,通常都把頻率放在接近200khz上。
“到底怎麼實現呢?能跟我說說嗎?”
“這可不是幾句話能說清楚呀,張教授。”劉晨笑道。他可不會傻到跟第二次見面的人就和盤托出他掌握的技術,即便對方是謙遜有禮的教授。
張政也明白,這種高深的關鍵技術,如果他一問,人家就馬上告訴他。除非是傻蛋,沉思片刻道:“採用這種結構能否實現在1ms內無超調升壓到200kv直流,且重量有嚴格要求,穩定性還要求執行五年以上,空間emc不能大。”
劉晨一聽就是眼前一亮,這麼多苛刻的要求,應用場合不言而喻,大致猜測出這是一個什麼工程,仔細地想了想道:“這種特高壓直流裝置對絕緣要求很高,尤其是頻率很高後,採用快速整流二極體,能提供多少耐壓等級的器件?”
這都能考慮到,張政心裡歎服,眼前的少年人工程開發經驗絕對豐富,道:“之前我們都考慮相對低頻工況,按照你所說的頻率,這種二極體怕是耐壓不高,大約20kv的耐壓沒問題,如此一來,升壓變壓器的升壓側就需要分成十幾個繞組,這恐怕也不穩定吧?”
“為什麼要分繞組?”劉晨很奇怪地看著他,“你們能提供這種耐壓等級就足夠了。”
張政臉上一紅,聲音小了很多,他最近被一會人擠兌批評都有點自卑了,“不分繞組,怎麼處理耐壓問題?”
“這個簡單呀,可以採用雙逆變器結構,也可以把簡單的整流電路搭成均壓橋,解決的方法還有很多,變壓器最多分三個繞組就要不穩定了,兩個倒是最好,磁路設計一下,採用正反結構正好抵消emc。”
侃侃而談,輕描淡寫。
“均壓整流橋?這你都懂?”張政徹底歎服了,這樣一來器件耐壓也解決了,emc也有效控制了。
“略懂,略懂,其實也沒什麼難的,《電力電子技術》書上都有寫。”
有嗎?張政拼命地回想著,這本書他還組織出版過一冊呢,作為很多學校的教材,怎麼不知道整流橋呢?這可是很高深的