【正文】 管： 由于半橋開關(guān)電源電壓變化快，所以為了使輸出電壓恒定，減少紋波，選用快恢復(fù)二極管。根據(jù)實驗室的現(xiàn)有設(shè)備，選用的型號如下：型號：DSEI 2101 V_RRM ：1200V I_FAVM ：291A Trr：40ns普通三相整流橋：型號：MDS10012V_RRM ：1200VI_D ：100A輸入橋臂電容：輸入電壓為650V，橋臂電容對稱，每個電容需承受650/2=325V的電壓。根據(jù)實驗室的現(xiàn)有的器件，選用電容為：型號：930C12W33K 額定電壓：DC1200V 額定容量：3uF 額定紋波電流：(20kHz，85℃)IGBT型號： 輸入電壓為650V，在半橋開關(guān)電源中，IGBT工作時所需承受的最大電壓為輸入電壓為Ui，即為650V，所以根據(jù)實驗室的條件，IGBT選用型號如下：BSM50GB120DN2 最高輸入直流電壓：≤700V 門極控制電壓：≤177。20V高頻變壓器： 由于半橋開關(guān)電源屬于高頻變換電源，開關(guān)電壓較高，所以需要高頻變壓器，根據(jù)實驗室現(xiàn)有條件，選用型號如下：額定功率：3kW(頻率≥16KHZ) 額定輸入電壓：265V(方波幅值) 輸入電壓范圍：265V177。10% 額定輸入電流：16A 次邊輸出電壓1：DC110V(次邊并聯(lián)) 次邊輸出電流1：32A(次邊并聯(lián)) 次邊輸出電壓2：DC220V(次邊串聯(lián)) 次邊輸出電流2：16A(次邊串聯(lián))輸出濾波電感： 輸出濾波電容： 560uF項目控制電路設(shè)計 控制電路設(shè)計基本原理給定電壓PI控制器限幅器PWM電路驅(qū)動電路主電路電壓傳感器輸出電壓圖31 控制電路基本原理 控制系統(tǒng)為電壓單閉環(huán)控制。給定電壓與輸出電壓比較輸入PI控制器，得到占空比信號，與三角波比較后得到PWM信號，PWM信號經(jīng)驅(qū)動電路輸出到主電路控制開關(guān)。PI能根據(jù)輸出電壓變化自動調(diào)節(jié)占空比，從而控制輸出電壓達到給定電壓值。 控制電路原理圖電路圖由電源指示和保護單元、給定單元、給定積分器、電壓/速度調(diào)節(jié)器、PWM 控制器、輸出電壓檢測和保護單元、故障鎖定單元、直流電壓檢測和保護單元、電流檢測和保護單元組成。如圖32所示。圖32 控制電路原理圖 工作原理電源指示和保護單元圖33 電源指示和保護單元原理圖電源指示和保護單元的原理如圖33所示。 輸入VCC（+15V）和VSS（15V）都經(jīng)F1和F2可恢復(fù)保險后有兩個防反二極管D8和D9，電源接反時，電源經(jīng)防反二極管短路，保險斷開，保護了控制板和電源。電源接線正常時，電源指示燈L1和L2亮?？刂瓢宄霈F(xiàn)短路或過載時，保險斷開，保護電源。給定單元：圖34是給定單元的原理圖。給定單元的電壓是由SG3525內(nèi)部產(chǎn)生一個穩(wěn)定性能穩(wěn)定的5V電壓源，有板上給定和面板給定兩個，兩個給定通過兩個二極管取大輸出。當(dāng)調(diào)試時，可采用板上給定，調(diào)節(jié)電位器RP1調(diào)節(jié)給定的大小，給定由D1輸出。采用外部給定時，可將PR1的輸出調(diào)到0V，外部給定由Vref通過D2輸出為給定。外部給定可以用一個電位器接上JK1上調(diào)節(jié)。圖34 給定單元給定積分單元：給定積分器的功能是讓給定信號按一定的上升或下降斜率加到調(diào)節(jié)器的輸入作為參考指令Ur，以防止上升指令變化太快對大慣性系統(tǒng)的沖擊。上升斜率小，上升時參考指令慢慢增大，下降斜率大，下降指令快速減小。這樣既能限制指令上升速度，減小上升時的電流沖擊，又能保證減速時的安全。圖35 給定積分器給定積分器的原理可以由上升和下降兩個過程來分析。其中三個運行放大器分別用作比較器（U1A）、積分器（U1C）和反向器（U1A）。給定為0時，三個放大器輸出都0V，二極管D3導(dǎo)通，電容C1經(jīng)DR8恒流充電，放大器U1C的輸出由0線性增大，放大器U1B是反向器，其輸出將由0V線性減小。當(dāng)U1B的輸出與給定大小相等方向相反時，U1A的輸入為0，輸出也為0V，對C1的充電流停止，C1兩端電壓不變，輸出Ur也不變，此時輸出Ur與給定相等。只要給定不變，輸出一直不變。，則上升斜率可計算為：給定減小到0V時，C1由D4和R7反充電，開始下降過程。放大器U1C的輸出線性減小，放大器U1B的輸出負(fù)線性增大，當(dāng)U1B的輸出為0V時，U1A的輸出為0V，C1反充電停止，U1C的輸出維持為0不變。下降斜率可計算為：可見下降速度上升速度的10倍。圖35中R13與WD1構(gòu)成輸出電壓限位，～5V。電壓/速度調(diào)節(jié)器：電壓/速度調(diào)節(jié)器是PI調(diào)節(jié)器，將給定信號Ur和和反饋信號Uf之差通過比例積分運算，生成控制量UC去控制電壓/速度達到給定值。 圖36中R1R17和C3構(gòu)成PI參數(shù)，R14與R17之比為比例系數(shù)，R14和C13之積的倒數(shù)為積分系數(shù)。圖36 PI調(diào)節(jié)器圖中R16的電阻值很大，主要是控制運放的增益，抑制振蕩，C4容值很小起到高頻濾波作用，輸出R18和穩(wěn)壓管WD2構(gòu)成輸出電壓限位，～5V之間。PWM控制器：PWM控制器采用的是常用SG3525， 是PWM控制器的典型代表。其能生產(chǎn)100kH500Hz雙路互補PWM脈沖信號，開關(guān)頻率和兩路脈沖死區(qū)可調(diào)節(jié)。SG3525的內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖37所示，內(nèi)部集成輸入電壓欠壓保護、頻率振蕩器、誤差放大器、PWM信號生成和分配器、推挽輸出，還集成了軟起動端和電源開關(guān)控制功能。SG3525的這些結(jié)構(gòu)和功能可滿足多種DC/DC變換器用途（半橋、全橋、正激、反激、斬波控制），應(yīng)用非常廣泛。其應(yīng)用電路如圖37。誤差放大器：誤差放大器實際是一個單電源高寬帶的運算放大器，可以連接成一個PI調(diào)節(jié)器。圖38中構(gòu)成一個PI調(diào)節(jié)器，圖中在誤差放大的輸出端增加了一個電容C13用作頻率補償，相當(dāng)于積分器的作用。圖37 SG3525的內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖38 SG3525的應(yīng)用電路振蕩器和死區(qū)：電阻R1R21和電容C11決定開關(guān)頻率，近似計算公式為：兩路輸出脈沖間設(shè)有一個互鎖時間或叫死區(qū)，以防止用作橋式開關(guān)電源驅(qū)動時一個橋臂上的兩個功率管直通短路。脈沖死區(qū)時間大約為：軟啟動：軟起動端外接一個電容器C12，電源通電起動時，內(nèi)部一個恒流源給電容充電，控制輸出脈沖慢慢由窄變寬。軟起動的功能是防止起動時引起的電流沖擊，在用于開關(guān)電源控制時，軟起動還可防止起動過程引起的磁通飽和。軟起動端也可用作故障保護對電源實施關(guān)閉。此控制板的電壓、電壓保護信號都是在軟起動端進行保護的。當(dāng)故障要保護時，將軟起動端拉為低電平。采用軟起動端對電源進行關(guān)斷可在故障清除后下次電源重新起