解決方案 | 瑞薩三相（T型）直流交流逆變器：效率與緊湊性的雙重勝利

隨著全球?qū)沙掷m(xù)能源和高效能源解決方案的不斷追求，傳統(tǒng)的電力轉(zhuǎn)換技術(shù)已難以滿足現(xiàn)代復(fù)雜應(yīng)用的需求。作為電力轉(zhuǎn)換的關(guān)鍵核心，逆變器的應(yīng)用也發(fā)生了巨大變革，其中，三相（T型）直流交流逆變器憑借其高效率、優(yōu)異的控制性能和廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域，在現(xiàn)代電力轉(zhuǎn)換解決方案中扮演著越來(lái)越重要的角色。

從微控制器到IGBT瑞薩電子推進(jìn)電力轉(zhuǎn)換技術(shù)革命

三相（T型）逆變器是一種創(chuàng)新的電力轉(zhuǎn)換技術(shù)，主要通過(guò)特殊的“T型”電路拓?fù)?/a>來(lái)實(shí)現(xiàn)直流（DC）向交流（AC）的轉(zhuǎn)換。其獨(dú)特之處在于，通過(guò)三個(gè)開關(guān)（兩個(gè)上臂開關(guān)和一個(gè)下臂開關(guān)）的“T”形配置，實(shí)現(xiàn)了對(duì)輸出電壓和電流的精確控制，同時(shí)也減少了開關(guān)損耗和通態(tài)損耗。

瑞薩的三相（T型）直流交流逆變器采用的是一種先進(jìn)的電路拓?fù)?，能夠顯著提高系統(tǒng)效率并減小濾波電抗器的尺寸。這不僅優(yōu)化了能量轉(zhuǎn)換過(guò)程，還能降低整體系統(tǒng)的物理體積，使得它更適用于空間有限的應(yīng)用場(chǎng)景。

系統(tǒng)框圖

高效的PWM控制

方案利用瑞薩電子高效的32位RX66T微控制器，能夠通過(guò)同步操作6個(gè)通道GPT定時(shí)器，并同時(shí)輸出3線逆變器所需的12個(gè)PWM柵極信號(hào)。這種精確的控制方式大大提升了系統(tǒng)的運(yùn)行效率和響應(yīng)速度。

RX66T系列微控制器是瑞薩電子首批搭載RXv3第三代RX CPU內(nèi)核的產(chǎn)品，是電機(jī)控制應(yīng)用的理想選擇。RX66T系列可通過(guò)最大160 MHz工作頻率的CPU內(nèi)核和電機(jī)控制外設(shè)，同時(shí)控制多達(dá)四臺(tái)電機(jī)。此外，內(nèi)置的安全功能還為變頻控制應(yīng)用提供新的附加價(jià)值。

降低開關(guān)損耗

在這個(gè)系統(tǒng)中，IGBT部分選用了具備內(nèi)置快恢復(fù)二極管（FRD）的RBN75H65T1FPQ-A0，它支持最高650V的電壓和75A的電流，并采用了經(jīng)典的TO-247A封裝。同時(shí)，系統(tǒng)也引入了另一款支持1250V、75A的高壓IGBT RBN75H125S1FP4-A0，這款器件同樣內(nèi)嵌了FRD，而且使用更為先進(jìn)的TO-247plus封裝，進(jìn)一步提升了系統(tǒng)的整體性能和可靠性。這種精心搭配的IGBT組合構(gòu)成了一個(gè)效率高、穩(wěn)定性強(qiáng)的電力轉(zhuǎn)換核心模塊。

在柵極驅(qū)動(dòng)部分，瑞薩使用了RV1S9231A光電耦合器。這款耦合器在其單芯片結(jié)構(gòu)的輸入側(cè)整合了一個(gè)AlGaAs LED，在輸出側(cè)則集成了光電二極管、精細(xì)的信號(hào)處理電路和電源MOSFET，具有高共模瞬態(tài)抗干擾能力（CMR）和高開關(guān)速度。

通過(guò)集成的柵極驅(qū)動(dòng)器和IGBT設(shè)計(jì)，不僅確保了系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性，而且有效地降低了開關(guān)過(guò)程中的能量損耗。這對(duì)于任何高性能應(yīng)用來(lái)說(shuō)都是至關(guān)重要的，尤其是在能源成本不斷上升的今天。

除此之外，整個(gè)系統(tǒng)中還包括高性能工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)單端電流模式PWM控制器ISL8844A、模擬輸出型光耦合隔離放大器PS8352AL2、線性穩(wěn)壓器RAA214250、12MHz軌到軌輸入輸出運(yùn)算放大器EL5220T、具有內(nèi)部補(bǔ)償和可編程頻率的集成FET?30V、5A同步降壓穩(wěn)壓器RAA211250。

隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步和對(duì)更環(huán)保、更高效電力解決方案的需求增加，三相（T型）直流交流逆變器代表了電力轉(zhuǎn)換技術(shù)的新方向。瑞薩電子憑借強(qiáng)大的產(chǎn)品組合和過(guò)硬的技術(shù)實(shí)力，推出的三相（T型）直流交流逆變器方案可廣泛應(yīng)用于光伏功率調(diào)節(jié)、不間斷電源（UPS）及工業(yè)三相DC/AC逆變電源等領(lǐng)域，滿足日益增長(zhǎng)的能源效率和環(huán)境可持續(xù)的需求。