直流脈寬h橋控制電路設(shè)計(文件)
【正文】 M變換器更為多見。有信息電子電路組成的控制電路按照系統(tǒng)的工作要求形成控制信號，通過驅(qū)動電路去控制主電路中電力電子器件的導通或者關(guān)斷，來完成整個系統(tǒng)的功能。驅(qū)動電路是電力電子主電路與控制電路之間的接口，是電力電子裝置的重要環(huán)節(jié)，對整個裝置的性能有很大的影響。驅(qū)動電路采用EXB841，控制電路為SG3525，對IGBT提供開通控制信號。 1）、被置于斷態(tài)，被置于通態(tài)，周期性的通斷轉(zhuǎn)換，成為一個降壓斬波變換器，能使電機正轉(zhuǎn)運行。 參數(shù)設(shè)計由設(shè)計要求可取直流輸入電壓E=220V，選取受控制的直流電機型號為Z242，其額定工作電壓為220V,額定電流為6A，R=10Ω，L=10mH，額定轉(zhuǎn)速為1200r/min,則:1） 二極管承受反向最大電壓：=220V。 3）IGBT（Insulated Gate Bipolar Transistor）叫做絕緣柵極雙極晶體管。 4 驅(qū)動控制電路及PCB設(shè)計 SG3525芯片特點 PWM信號發(fā)生器以集成可調(diào)脈寬調(diào)制器SG3525為核心構(gòu)成，他把產(chǎn)生的電壓信號送給H橋中的四個IGBT。調(diào)節(jié)Ur的大小，在A、B兩端可輸出兩個幅度相等、頻率相等、相位相互錯開180度、占空比可調(diào)的矩形波（即PWM信號）。該電路由基準電壓源、震蕩器、誤差放大器、PWM比較器與鎖存器、分相器、欠壓鎖定輸出驅(qū)動級，軟啟動及關(guān)斷電路等組成，可正常工作的溫度范圍是0700C。振蕩器頻率由外接電阻RT和電容CT決定，振蕩器的輸出分為兩路，一路以時鐘脈沖形式送至雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器及兩個或非門；另一路以鋸齒波形式送至比較器的同相輸入端，比較器的反向輸入端接誤差放大器的輸出，誤差放大器的輸出與鋸齒波電壓在比較器中進行比較，輸出一個隨誤差放大器輸出電壓高低而改變寬度的方波脈沖，再將此方波脈沖送到或非門的一個輸入端。的PWM波。 3）8腳外接軟啟動電容，該端到地所連接的電容可以決定該芯片的軟啟動時間，一般為1~10uF，現(xiàn)取=5uF。在仿真時，需要接地，因此，10腳串聯(lián)一個后再接地。增大刪射正偏壓對減小開通損耗和導通損耗有利，但也會使管子承受短路電流的時間變短，續(xù)流二極管反向恢復過電壓增大。IGBT常用驅(qū)動方法有：直接驅(qū)動法，隔離驅(qū)動法和集成模塊驅(qū)動電路。14和15兩腳間外加PWM控制信號，當觸發(fā)脈沖信號施加于14和15引腳時，在GE兩端產(chǎn)生約16V的IGBT開通電壓；當觸發(fā)控制脈沖撤銷時。 驅(qū)動控制電路原理及PCB設(shè)計圖7 驅(qū)動控制電路原理圖圖8 驅(qū)動控制電路PCB板 5 系統(tǒng)仿真及結(jié)果分析 電機正轉(zhuǎn)運行在IGBT上設(shè)定不同的脈沖寬度，即能實現(xiàn)電機四象限運行，圖6是其給定不同脈沖寬度的電路圖。當t=時，即t=4u，關(guān)斷，負載電流經(jīng)二極管續(xù)流，負載電壓近似為零，負載電流下降。輸出到負載的電壓平均值最大為E，減小占空比，隨之減小。故占空比=40%==88V=A=觸發(fā)脈沖如圖12，其仿真波形圖如圖13和圖14圖12 占空比=40%時觸發(fā)脈沖波形圖13 波形圖14 波形 由以上波形及計算知：= =88V電機轉(zhuǎn)速：=電機的電磁轉(zhuǎn)矩：=0 0 N0 0故電機此時正向運行 電機正轉(zhuǎn)回饋制動由圖7得出，當和完全截止，一直導通，周期性通、斷轉(zhuǎn)換，形成一個升壓斬波電路。圖16 電機正轉(zhuǎn)回饋制動電路觸發(fā)脈沖如圖17.，其仿真波形圖如圖18和圖19圖17 占空比=80%時觸發(fā)脈沖波形圖18 波形圖19 波形 如圖16，在t=0時刻產(chǎn)生正向脈沖驅(qū)動導通，=0，方向為從流入A點，其絕對值上升。根據(jù)設(shè)計，=，T=10us，R=10Ω，=220V，=170V。其降壓斬波電路如圖19。當工作處于穩(wěn)態(tài)時，負載電流在一個周期的初值和終值相等。 （a）參數(shù)設(shè)定 （b）參數(shù)設(shè)定 （c）參數(shù)設(shè)定 （d）參數(shù)設(shè)定圖25 IGBT脈沖參數(shù)圖26 電機反轉(zhuǎn)回饋制動電路 如圖26，在t=0時刻產(chǎn)生正向脈沖驅(qū)動導通，=0，方向為從A流入點，其值上升。觸發(fā)脈沖如圖27，其仿真波形圖如圖28,和29圖27 占空比=80%時觸發(fā)脈沖波形圖28 波形圖29 波形根據(jù)設(shè)計，=，T=10us，R=10Ω，=220V，=170V。通過本次設(shè)計，使我能充分的把握理論與實踐的相結(jié)合。在指導老師的指導下，先確立了設(shè)計基本思路，遇到問題及時與指導老師溝通，在老師的指點和自己的努力，最后完成了整個設(shè)計。在如今信息化時代，以后無論是學習還是工作中，搜集資料和查詢信息是非常重要的。n SilvaOrtigoza，Control Design Techniques in Power Electronics Devices 200611 Ryszard Strzelecki and Genady S. Zinoviev，Overview of Power Electronics Converters and Controls 2008 致謝在本論文完成之際，我要向所有幫助過我的老師、同學表示衷心的感謝！我要特別感謝我的指導老師湯老師的熱情關(guān)懷和悉心指導，本文從開題、寫作直至最終定稿，李老師給予了諸多建設(shè)性建議，并在百忙之中抽出時間為我們解答疑難。在此，也對他們表示衷心感謝。感謝我的輔導員楊老師，謝謝他在這四年中為我們?nèi)嗨龅囊磺?，他不求回報，無私奉獻的精神很讓我感動，再次向他表示由衷的感謝。 附錄總電路圖 參考文獻[1] (第5版).北京：機械工業(yè)出版社,2009.2 陳伯時. 電力拖動自動控制系統(tǒng).
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