[发明专利]一种基于碳化硅的航空高压高功率三相全控整流装置

说明书

本发明公开了一种基于碳化硅的航空高压高功率三相全控整流装置，包括主控系统、三相交流滤波电路、PFC电感电路、三相全桥碳化硅功率电路、交流线电压采样调理电路、交流相电流采样调理电路、SIC驱动电路、直流滤波电路、直流电压采集电路、第一隔离电源、第二隔离电源、电平转换模块、通信模块、温度采集电路、直流母线滤波整形模块、直流母线电压采集电路，解决了目前产品无法持续高温工作、损耗大效率低、体积重量大、可靠性不高的技术问题。

技术领域

本发明属于航空二次电源、有源功率因数矫正(APFC)技术领域，涉及一种基于碳化硅的航空高压高功率三相全控整流装置。

背景技术

目前在工业和航空领域广泛使用的整流装置、功率因数矫正产品、开关电源、变频器、电机驱动控制等，均采用传统的半导体Si基器件进行功率变换，常用的硅MOSFET、IGBT产品，虽然很大程度上提高了产品的电气化水平，但Si基半导体产品使用中仍然存在一些无法解决的问题。典型问题如下：

1、Si材料无法工作在较高的温度，使得产品应用场合受限。

2、Si材料的击穿场强低、阻断电压低，导致器件的耐压等级较低，产品失效概率相对较大，无法在更高电压等级中使用。

3、半导体器件导通损耗与其击穿场强成反比，在相同的功率等级下，Si器件导通损耗比SiC器件大很对，且Si器件导通损耗随温度的变化大，Si器件特性不如SiC器件稳定。

4、Si器件导热系数较低，饱和电子温漂率低，无法工作在更高的工作频率，使得产品的性能无法进一步提高。

为解决上述问题，需要采用新一代宽禁带半导体功率器件，使得电力电子变换技术，电源转换等领域的产品实现跨越式发展。

发明内容

本发明的目的是：提出一种基于碳化硅的航空高压高功率三相全控整流装置，以解决目前产品无法持续高温工作、损耗大效率低、体积重量大、可靠性不高的技术问题。

本发明的技术方案是：

一种基于碳化硅的航空高压高功率三相全控整流装置，包括主控系统、三相交流滤波电路、PFC电感电路、三相全桥碳化硅功率电路、交流线电压采样调理电路、交流相电流采样调理电路、SIC驱动电路、直流滤波电路、直流电压采集电路、第一隔离电源、第二隔离电源、电平转换模块、通信模块、温度采集电路、直流母线滤波整形模块、直流母线电压采集电路，所述的三相交流滤波电路分别与PFC电感电路、交流线电压采样调理电路连接，所述的PFC电感电路分别与交流相电流采样调理电路、三相全桥碳化硅功率电路连接，三相全桥碳化硅功率电路分别与直流母线滤波整形模块、SIC驱动电路、温度采集电路连接，所述的直流母线滤波整形模块与直流母线电压采集电路连接，所述的直流母线电压采集电路、温度采集电路、SIC驱动电路、交流线电压采样调理电路、交流相电流采样调理电路、电平转换模块、直流电压采集电路、通信模块均与主控系统连接，所述的直流滤波电路分别与直流电压采集电路、第一隔离电源、第二隔离电源连接，第一隔离电源与SIC驱动电路连接，第二隔离电源分别与交流相电流采样调理电路、交流线电压采样调理电路连接。

所述的主控系统为JDSPF28335处理器。

所述的直流滤波电路与外部的28V直流电源连接，所述的电平转换模块为5V转3.3/1.9V。

所述的第一隔离电源为6路28V转+18/－4V隔离电源，所述的第二隔离电源为1路28V转4组5V的隔离电源。