【正文】 ntrol of the paper, the principle of the note, with a focus on integrated PWM controller SG3525 made a presentation the SG3525 analysis of the internal structure and external circuit access method, and gives it a system of circuit. Papers on gun systems used motor and Hall current sensor application of the principle and also introduced. Finally, the paper analyzes the static and dynamic characteristics of the results shows that the closedloop control on the performance of the system is greatly improved. that is, doubleloop control system is fast response, good static stability characteristics. Keywords: IGBT。論文對(duì)PWM控制的原理進(jìn)行了說(shuō)明，重點(diǎn)對(duì)集成PWM控制器SG3525做了介紹，分析了SG3525的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和外部電路的接法，并給出了它在系統(tǒng)中的應(yīng)用電路。為了得到好的動(dòng)靜態(tài)性能，該控制系統(tǒng)采用了雙閉環(huán)控制。霍爾電流傳感器與測(cè)速電機(jī)共同實(shí)現(xiàn)速度控制的功能，同時(shí)完成了人機(jī)交互的任務(wù)。論文對(duì)系統(tǒng)中用到測(cè)速電機(jī)和霍爾電流傳感器的原理和應(yīng)用也進(jìn)行了介紹。 PWM control。直流斬波電路原理實(shí)驗(yàn)和直流電機(jī)的PWM調(diào)速實(shí)驗(yàn)都是《電力電子技術(shù)》課程要求必須開(kāi)設(shè)的實(shí)驗(yàn)。改變電樞電壓主要是從額定電壓往下降低電樞電壓，從電動(dòng)機(jī)額定轉(zhuǎn)速向下變速，屬恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速方法。改變磁通可以實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)平滑調(diào)速，但只能減弱磁通進(jìn)行調(diào)速（簡(jiǎn)稱(chēng)弱磁調(diào)速），從電機(jī)額定轉(zhuǎn)速向上調(diào)速，屬恒功率調(diào)速方法。但是只能進(jìn)行有級(jí)調(diào)速，調(diào)速平滑性差，機(jī)械特性較軟；空載時(shí)幾乎沒(méi)什么調(diào)速作用；還會(huì)在調(diào)速電阻上消耗大量電能。因此，自動(dòng)控制的直流調(diào)速系統(tǒng)往往以調(diào)壓調(diào)速為主速。用靜止的可控整流器，如汞弧整流器和晶閘管整流裝置，產(chǎn)生可調(diào)的直流電壓。離子拖動(dòng)系統(tǒng)克服旋轉(zhuǎn)變流機(jī)組的許多缺點(diǎn)，而且縮短了響應(yīng)時(shí)間，但是由于汞弧整流器造價(jià)較高，體積仍然很大，維護(hù)麻煩，尤其是水銀如果泄漏，將會(huì)污染環(huán)境，嚴(yán)重危害身體健康。（2）晶閘管元件對(duì)于過(guò)電壓、過(guò)電流以及過(guò)高的du/dt和di/dt十分敏感，其中任意指標(biāo)超過(guò)允許值都可能在很短時(shí)間內(nèi)元件損壞，因此必須有可靠的保護(hù)裝置和符合要求的散熱條件，而且在選擇元件時(shí)還應(yīng)保留足夠的余量，以保證晶閘管裝置的可靠運(yùn)行。（4）晶閘管整流裝置的輸出電壓是脈動(dòng)的，而且脈波數(shù)總是有限的。由于它簡(jiǎn)單、可靠及使用方便靈活，大大簡(jiǎn)化了脈寬調(diào)制器的設(shè)計(jì)及調(diào)試，故獲得廣泛使用。開(kāi)關(guān)頻率高，電流容易連續(xù)，諧波少，電機(jī)損耗及發(fā)熱都較小。如果可以與快速響應(yīng)的電動(dòng)機(jī)配合，則系統(tǒng)頻帶寬，動(dòng)態(tài)響應(yīng)快，動(dòng)態(tài)抗擾能力強(qiáng)。直流電源采用不可控整流時(shí)，電網(wǎng)功率因數(shù)比相控整流器高。由于閉環(huán)系統(tǒng)的這些優(yōu)點(diǎn)因此選用閉環(huán)系統(tǒng)。另外，單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)抗干擾性較差，當(dāng)電網(wǎng)電壓波動(dòng)時(shí)，必須待轉(zhuǎn)速發(fā)生變化后，調(diào)節(jié)作用才能產(chǎn)生，因此動(dòng)態(tài)誤差較大。以上兩點(diǎn)都涉及電樞電流的控制，所以自然考慮到將電樞電流也作為被控量，組成轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)。若使COM端與電機(jī)電樞繞組A端相接，B端接N，可使電機(jī)正轉(zhuǎn)。 時(shí)間內(nèi)，形成電流回路A—T2一B_A；在T2截止時(shí)，由于電感電流不能突變，電流 AB經(jīng)D1續(xù)流形成回路為A—D1一P—N— A，此時(shí)UAB()，lABd0，電機(jī)工作在正轉(zhuǎn)制動(dòng)狀態(tài)(第二象限)，T2，D1構(gòu)成一個(gè)Boost變換器。這樣僅用兩個(gè)開(kāi)關(guān)器件就可實(shí)現(xiàn)電機(jī)的四象限運(yùn)行。本設(shè)計(jì)電路中主電路部分由直流電源、兩個(gè)IGBT管組成，可看成降壓型變換器和升壓型變換器的串聯(lián)組合，下面結(jié)合H型橋式可逆直流PWM調(diào)速電路圖來(lái)對(duì)降壓、升壓斬波電路進(jìn)行介紹。圖22 H型橋式變換電路圖23中若T1截止、T2周期性地通斷，在T2導(dǎo)通的Ton時(shí)間內(nèi)，vAB= 0, iAB＜0。由以上對(duì)可逆H橋電路的分析可知，電機(jī)的正反轉(zhuǎn)是通過(guò)兩個(gè)半橋電路即兩套升/降壓斬波電路交替工作來(lái)實(shí)現(xiàn)的，（正轉(zhuǎn)時(shí)由TT2組成的半橋電路工作，反轉(zhuǎn)時(shí)由TT4組成的半橋電路工作）。不可逆PWM變換器分為無(wú)制動(dòng)作用和有制動(dòng)作用兩種。圖24簡(jiǎn)單的不可逆PWM變換器電路（a）原理圖 （b）電壓和電流波型電力晶體管VT的基極由頻率為f，其脈沖寬度可調(diào)的脈沖電壓驅(qū)動(dòng)。 圖24（b）繪出了穩(wěn)態(tài)時(shí)電動(dòng)機(jī)電樞的脈沖端電壓、平均電壓和電樞電流的波型。n和E為恒值。這種電路組成的PWM調(diào)速系統(tǒng)可在第I、II兩個(gè)象限中運(yùn)行。此時(shí)，電源電壓加到電動(dòng)機(jī)電樞兩端，電流沿圖中的回路１流通。但是由于慣性，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速n和反電動(dòng)勢(shì)E來(lái)不及立刻變化，因而出現(xiàn)的情況。在整個(gè)制動(dòng)狀態(tài)中，VT2和VD1輪流導(dǎo)通，VT1始終截止，此時(shí)電動(dòng)機(jī)處于發(fā)電狀態(tài)，電壓和電流波型圖25（c）。到了期間，VT2關(guān)斷，又沿回路4經(jīng)VD1續(xù)流，到時(shí)衰減到零，VT1在作用下因不存在而反壓而導(dǎo)通，電樞電流再次改變方向?yàn)檠鼗芈罚苯?jīng)VT1流通。兩種工作狀態(tài)下電路電壓平衡方程式都分為兩個(gè)階段，情況同簡(jiǎn)單的不可逆的PWM變換器電路相同，即在期間為式，在期間為式　，只不過(guò)兩種狀態(tài)下電流的方向相反，即在制動(dòng)狀態(tài)時(shí)為。H型變換器電路在控制方式上分為雙極式、單極式和受限單極式三種。而且，和，相位相反，在一個(gè)開(kāi)關(guān)周期內(nèi)VT1，VT4和VT2，VT3兩組晶體管交替地導(dǎo)通和關(guān)斷，變換器輸出電壓在一個(gè)周期內(nèi)有正負(fù)極性變化，這是雙極式PWM變換器的特征，也是“雙極性”名稱(chēng)的由來(lái)。在時(shí)，和為負(fù)，VT1和VT4截止；和為正，在電樞電感釋放儲(chǔ)能的作用下，電樞電流經(jīng)二極管VD2和VD3續(xù)流，在VD2和VD3上的正向壓降使VT2和VT3的ce極承受反壓而不能導(dǎo)通，電樞電流沿回路2流通，電動(dòng)機(jī)仍處于電動(dòng)狀態(tài)。在（）時(shí)，和變負(fù)，VT2和VT3截止，因電樞電感的作用，電流經(jīng)VD1和VD4續(xù)流，使VT1和VT4的ce極承受反壓，雖然和為正，VT1和VT4也不能導(dǎo)通，電流沿回路4流通，電動(dòng)機(jī)工作在制動(dòng)狀態(tài)。這里并未反映出“可逆”的作用。因?yàn)殡p極式可逆PWM變換器電動(dòng)機(jī)電樞兩端的平均電壓為 若仍以來(lái)定義PWM電壓的占空比，則雙極式PWM變換器的電壓占空比為。這個(gè)交變電流的平均值為零，不產(chǎn)生平均轉(zhuǎn)矩，徒然增加了電動(dòng)機(jī)的損耗，當(dāng)然是不利的。其符號(hào)和波形圖如圖26所示。緩沖電路參數(shù)：經(jīng)實(shí)驗(yàn)得出緩沖電路電阻R=10K；電容。本實(shí)驗(yàn)電路中用SG3525產(chǎn)生的脈寬調(diào)制信號(hào)作為IGBT的驅(qū)動(dòng)信號(hào)，其外圍電路接線圖見(jiàn)圖31。它適用于各開(kāi)關(guān)電源、斬波器的控制。 V士1%，工作電壓范圍很寬，為8V到35V. SG3525引腳各端子功能SG3525采用16端雙列直插DIP封裝，各端子功能介紹如下:1腳:INV. INPUT(反相輸入端):誤差放大器的反相輸入端，該誤差放大器的增益標(biāo)稱(chēng)值為80db，其大小由反饋或輸出負(fù)載來(lái)決定，輸出負(fù)載可以是純電阻，也可以是電阻性元件和電容元件的組合。2腳:NI. INPUT (同相輸入端):此端通常接到基準(zhǔn)電壓16腳的分壓電阻上，取得2. 5V的基準(zhǔn)比較電壓與INV. INPUT端的取樣電壓相比較。4腳:OSC. OUTPUT(同步輸出端):同步脈沖輸出。4腳輸出頻率為輸出脈沖頻率的2倍。6腳:Rr(震蕩電阻端):震蕩電阻一端接至6腳，另一端直接接至地端。把充電和放電回路分開(kāi)，有利與通過(guò)死區(qū)電阻來(lái)調(diào)節(jié)死區(qū)時(shí)間，使死區(qū)時(shí)間調(diào)節(jié)范圍更寬。9腳:COMPENSATION(補(bǔ)償端):在誤差放大器輸出端9腳與誤差放大器反相輸入端1腳間接電阻與電容，構(gòu)成PI調(diào)節(jié)器，補(bǔ)償系統(tǒng)的幅頻、相頻響應(yīng)特性。在電路異常時(shí)，只要腳10電壓大于0. 7V，三極管導(dǎo)通，反相端的電壓將低于鋸齒波的谷底電壓()，使得輸出PWM信號(hào)關(guān)閉，起到保護(hù)作用.11腳:OUTPUT A,14腳: OUTPUT B(脈沖輸出端):輸出末級(jí)采用推挽輸出電路，拉電流和灌電流峰值達(dá)200mA。12腳:GROUND(接地端):該芯片上的所有電壓都是相對(duì)于GROUND而言，即是功率地也是信號(hào)地。電壓范圍是1. 8V3. 4V.15腳:+VIN(芯片電源端):直流電源從15腳引入分為兩路:一路作為內(nèi)部邏輯和模擬電路的工作電壓?？梢苑謮汉笞鳛檎`差放大器的參考電壓。由于SG3525內(nèi)部集成了軟啟動(dòng)電路，因此只需要一個(gè)外接定時(shí)電容。只有軟啟動(dòng)電容充電至其上的電壓使引腳8處于高電平時(shí)，SG3525才開(kāi)始工作。 外接關(guān)斷信號(hào)對(duì)輸出級(jí)和軟啟動(dòng)電路都起作用。 欠電壓鎖定功能同樣作用于輸出級(jí)和軟啟動(dòng)電路。從LM1413的116腳輸出的信號(hào)加在脈沖變壓器一次側(cè)，經(jīng)脈沖變壓器隔離放大后再驅(qū)動(dòng)IGBT。當(dāng)速度給定信號(hào)接近為零時(shí)，由于FD1從電位器W2獲得正向偏移，所以FD1輸出大于+8V電壓，該電壓通過(guò)二極管Z1加到FD2，使FD2迅速輸出負(fù)向飽和，使下一級(jí)的電樞電流調(diào)節(jié)器（LT1）獲得一個(gè)推β到最小的信號(hào)，這時(shí)整個(gè)系統(tǒng)處于停機(jī)狀態(tài)，由于整流二極管Z1的阻擋作用，便不再有正向偏壓加到FD2，于是使FD2迅速退出負(fù)向飽和，并開(kāi)始按速度偏差信號(hào)進(jìn)行P、I調(diào)節(jié)。FD2的負(fù)向限幅采用二極管反饋限幅，限幅值固定為2V，F(xiàn)D2的正向限幅采用三極管反饋限幅，可以調(diào)節(jié)電位器W3來(lái)改變正向限幅值，正向限幅值可以由下述決定：Uc =式中：W3—電位器W3的電阻值；R23—電阻R23的電阻值；UT—電源電壓；UD—二極管的順向壓降；Ube—三極管BG的基射電壓。電流調(diào)節(jié)器的作用如下：對(duì)電網(wǎng)電壓波動(dòng)起及時(shí)抗擾作用。如果故障消失，系統(tǒng)能夠自動(dòng)恢復(fù)正常。FD1構(gòu)成對(duì)電流偏差信號(hào)的P、I調(diào)節(jié)器，它的傳遞函數(shù)結(jié)構(gòu)圖如下：UCVif圖中： Vig電流給定值（以電壓表示） Vif—電流反饋值（以電壓表示） Uc—電流調(diào)節(jié)器輸出 Kp—調(diào)節(jié)器比例系數(shù)，Kp= ,α為反饋分壓器分壓系數(shù)。配直流測(cè)速機(jī)，測(cè)速機(jī)電壓從端子3和11輸入，從端子14輸出轉(zhuǎn)速表檢測(cè)信號(hào)（轉(zhuǎn)速表接端子3和14）；從端子12（輸出Ⅰ），輸出速度信號(hào)假若為“+”；從端子4（輸出Ⅱ）輸出速度信號(hào)則為“”；從端子6（輸出ⅤⅥ）輸出速度信號(hào)絕對(duì)值（|n|）；供弱磁系統(tǒng)自動(dòng)改變速度調(diào)節(jié)器和給定積分器的限幅用。通過(guò)改變電容CC2的大小可調(diào)節(jié)濾波時(shí)間常數(shù)