Проектируем инвертор вместе с дистрибьюторской компанией ЭИК

Значительно упростить описанную процедуру возможно при заказе практически всей комплектации проекта у одного дистрибьютора. Например, в компании ЭИК. Компания относительно молода, она образовалась в 2006 г. и собрала под своим крылом профессионалов рынка электроники с большим опытом работы в отрасли.

Наверное, проще сосчитать, сколько звезд на небе, чем перечислить все электронные компоненты, поставляемые ЭИК. Компания работает со многими производителями Америки, Европы и Азии, мы должны признаться, что после знакомства с ЭИК, значительно расширили свой кругозор и узнали о многих новых производителях с интересной продукцией.

Для примера рассмотрим разработку сетевого инвертора средней мощности и оценим, какую комплектацию для него мы сможем приобрести в ЭИК. Укрупненная структурная схема инвертора показана на рис. 1. Будем рассматривать лишь основные узлы, но если вы посмотрите на каталог  компании, то убедитесь, что найцти там можно практически всю комплектацию вплоть до мелочей.

Рис. 1. Укрупненная структурная схема инвертора

Начнем работу с выбора силового модуля. В этом разделе к нашим услугам свыше 650 модулей от компаний Infineon, ON Semiconductor, STMicroelectronics, Vishay Semiconductor, Powerex (на 50% принадлежит Mitsubishi), GeneSiC Semiconductor, Microsemi Corporation, Rohm Semiconductor. В основном это модули с нормированным напряжением 600 В или 1200 В и максимальными токами до 100 А.

 Можно выбрать модули разных конфигураций, от полумостовых, состоящих из ключей верхнего и нижнего плеча, до уже готовых 3-фазных сборок. Модули содержат драйверы затворов с защитами и логические схемы. Управляются эти модули сигналами логических уровней. Для построения инвертора, базирующегося на карбид кремниевых (SiC) ключах можно использовать продукцию компании GeneSiC Semiconductor, они поставляют сборку, состоящую из SiC MOSFET и диода Шоттки.

Если по каким-то причинам вас не устроят силовые модули, можно создать инвертор из отдельных IGBT. Свыше 3400 IGBT известных производителей (Alpha & Omega Semiconductor, Infineon, ON Semiconductor, STMicroelectronics, Vishay Semiconductor, Powerex, GeneSiC Semiconductor, Microsemi Corporation, Rohm Semiconductor, Global Power Technologies, Renesas, Toshiba, Sanken) удовлетворят самый взыскательный вкус.

 Далее перейдем к выбору диодного сетевого выпрямителя. В данном разделе выбор еще больше: 660 диодных мостов, 12200 сборок выпрямительных диодов и свыше 40 тысяч одиночных выпрямительных диодов. Осиновыми производителями являются перечисленные выше компании, к этому списку еще добавляется Crydom. Можно выбрать мост на напряжение вплоть до 1400 В, что соответствует силовым модулям на 1200 В.

Для того чтобы удовлетворить требованиям стандартов электромагнитной совместимости необходимо уменьшить коммутационные помехи неизбежно возникающие при переключении силовых ключей. Для этой цели применяются снабберные цепи, в состав которых, в зависимости от мощности инвертора, входят пленочные или керамические конденсаторы. Если ток инвертора составляет десятки ампер, то вне конкуренции пленочные конденсаторы. При меньших токах можно остановить выбор на керамических конденсаторах из-за их отличных частотных свойств.

Снабберные цепочки необходимы для каждого ключа инвертора. Но после диодного выпрямителя на шину постоянного тока крайне желательно «повесить» слюдяной конденсатор. Эти конденсаторы отлично подходят для снабберных цепей, увы, их емкость невелика, поэтому они устанавливаются только на шине постоянного тока и «съедают» узкие высокоамплитудные всплески («иголки») напряжения. Способ построения снабберной цепи схематично показан на рис. 2.

Рис. 2. Снабберные цепи

В продуктовой линейке ЭИК вы найдете почти 4 тысячи типов слюдяных и фторопластовых конденсаторов с нормируемым напряжением до 12 кВ и более 50 тысяч типов пленочных конденсаторов с номинальным напряжением до 10 кВ и емкостью от пикофарад до микрофарад от известных производителей: Cornell Duntier, Rubicon, Kemet, Vishay, AVX, Nichicon, Panasonic, Epcos, Illinois capacitor, Wurth Elektronik.

Еще больше выбор керамических конденсаторов, коих насчитывается свыше 200 тысяч позиций, среди которых и высоковольтные конденсаторы на напряжение до 12 кВ. В этом разделе к уже перечисленным выше производителям пленочных конденсаторов добавляются еще American Technical Ceramics, TDK, Knowles Syfer, Samsung, Semtech, Tusonix, TE, Murata, Rohm, Yageo, United Chemi-Con.

К сожалению, решить проблему электромагнитной совместимости только с помощью снабберных цепей не удается, поэтому на входе инвертора необходимо установить сетевые фильтры. И в этом случае перед вами богатый выбор из 2810 позиций едущих производителей: AVX, Bourns, Bulgin, Bel Power Sjlutijn, Delta Electronix, GE Crinical Hower, Phoenix, Curtius, Larid, TE Connectivity, TDK, TDK-Lambda, Pulse, Schaffner, Schurter.

При проектировании силовых устройств часто приходится решать задачу отвода тепла. Для решения этой задачи в продуктовой линейке компании ЭИК можно найти более 100 тысяч радиаторов производства компаний Advanced Thermal Solutions, Ohtime, CTS, Wakefield Thermal Solutions, Apex, Delta Electronix, Assmann WSW Components, Delta Electronics, Comair Rotron, Aavid Thermalloy, CUI, Molex, Sunon, T Global, Seed Technology.

Если понадобится принудительное охлаждение, вы можете выбрать любой из 2264 вентиляторов, предлагаемых ЭИК. Среди производителей вентиляторов известные компании с мировым именем: Orion Fans, Panasonic, EBM, Delta Electronics, Crouzet Automation, Qualtek, NMB Technologies, TE Connectivity, Mechatronics Fan, Sunon, Murata, Omron.

Для управления инвертором на лицевой панели корпуса устанавливаются органы управления. Обычно это несколько переключателей, с помощью которых выбирается режим работы оборудования. В промышленных условиях, когда оператор может работать в перчатках, а на панели скапливаться абразивная пыль, предпочтительно использовать «грубые» органы управления с ощутимым, но не чрезмерным усилием переключения. К таковым относятся галетные переключатели, которые вы также найдете в продуктовой линейке ЭИК. Из более чем 9500 образцов вы наверняка найдет нужный вам переключатель.

Подвести итоги сказанному выше поможет таблица, в которой представлены основные комплектующие, «разработанного» инвертора.

* Количество позиций указана на момент написания данного материала и может изменяться.