【文章內(nèi)容簡介】 3 截止， V4 從電源十 15V 經(jīng) RR4 取得基極電流才能導(dǎo)通。電容 C1 接在 V5 的基極和集電極之間，組成電容負(fù)反饋的鋸齒波發(fā)生器。在 V4 導(dǎo)通時(shí)， C1 經(jīng) V VD3 迅速放電。當(dāng) V4 截止時(shí)，電流經(jīng) (+15V－ R6－ C1－ R22－ RP1－ (－ 15V))對 C1 充電，形成線性增長的鋸齒波，鋸齒波的斜率取決于流過 R2 22 RP1 的充電電流和電容 C1 的大小。根據(jù) V4 導(dǎo)通的情況可知，在同步電壓正、負(fù)半周均有相同的鋸齒波產(chǎn)生，并且兩者有固定的相位關(guān)系。V6 及外接元件組成移相環(huán)節(jié)。鋸齒波電壓 uC偏移電壓 Ub、移相控制電壓 UC 分別經(jīng) R2 R2 R26 在 V6 基極上疊加。當(dāng) ube6+時(shí)， V6 導(dǎo)通。設(shè) uC Ub 為定值，改變 UC，則改變了 V6 導(dǎo)通的時(shí)刻，從而調(diào) 節(jié)脈沖的相位。 V7 等組成了脈沖形成環(huán)節(jié)。 V7 經(jīng)電阻 R25 獲得基極電流而導(dǎo)通，電容 C2 由電源 +15V 經(jīng)電阻 R VD V7 基射結(jié)充電。當(dāng) V6 由截止轉(zhuǎn)為導(dǎo)通時(shí)， C2 所充電壓通過 V6 成為 V7 基極反向偏壓，使 V7 截止。此后 C2 經(jīng) （ +15V－ R25－ V6－地）放電并反向充電，當(dāng)其充電電壓 uc2≥ + 時(shí)， V7 又恢復(fù)導(dǎo)通。這樣，在 V7集電極就得到固定寬度的移相脈沖，其寬度由充電時(shí)間常數(shù) R25 和C2 決定。 V V12 為脈沖分選環(huán)節(jié)。在同步電壓一個(gè)周期內(nèi)， V7 集電極輸出兩個(gè)相位差為 180176。的脈沖。脈沖分選通過 同步電壓的正負(fù)半周進(jìn)行。如在 us 正半周 V1 導(dǎo)通， V8 截止， V12 導(dǎo)通， V12 把來自V7 的正脈沖箝位在零電位。同時(shí)， V7 正脈沖又通過二極管 VD7，經(jīng)V9～ V11 放大后輸出脈沖。在同步電壓負(fù)半周，情況剛好相反， V8 導(dǎo)通， V12 截止， V7 正脈沖經(jīng) V13～ V15 放大后輸出負(fù)相脈沖。說明： 1) KJ004 中穩(wěn)壓管 VS6～ VS9 可提高 V V V1 V13 的門限電壓，從而提高了電路的抗干擾能力。二極管 VD VD VD6～ VD8 為隔離二極管。 2) 采用 KJ004 元件組裝的六脈沖觸發(fā)電路，二極管 VD1～ VD12 組成六個(gè)或門形成六路脈沖，并由三極管 V1～ V6 進(jìn)行脈沖功率放大。 23 3) 由于 V V12 的脈沖分選作用，使得同步電壓在一周內(nèi)有兩個(gè)相位上相差 的脈沖產(chǎn)生，這樣，要獲得三相全控橋式整流電路脈沖，需要六個(gè)與主電路同相的同步電壓。因此主變壓器接成 D， yn11 及同步變壓器也接成 D， yn11 情況下，集成觸發(fā)電路的同步電壓 uSa、 uSb、uSc 分別與同步變壓器的 uSA、 uSB、 uSC 相接 RP1～ RP3 為鋸齒波斜率電位器， RP4～ RP6 為同步相位 脈沖變壓器的設(shè)計(jì) 本方案的雙脈沖電路是采用性能價(jià)格比優(yōu)越的 、每個(gè)觸發(fā)單元的一個(gè)周期內(nèi)輸出兩個(gè)相隔 60176。的脈沖的電路。如圖 中兩個(gè)晶閘管構(gòu)成一個(gè)“或”門。當(dāng) V5 、 V6都導(dǎo)通時(shí)， uc5 約為 15V，使截止，沒有脈沖輸出，但只要中有 V V6中一個(gè)截止就使得變?yōu)檎妷?，使?V7 、 V8導(dǎo)通就有脈沖輸出。所以只要用適當(dāng)?shù)男盘?hào)來控制的 V5或V6截止（前后間隔 60176。），就可以產(chǎn)生符合要求的雙脈沖了。其中 VD4和 R17 的作用，主要是防止雙窄脈沖信號(hào)相互干擾。此觸發(fā)脈沖環(huán)節(jié)的接線方式為：以 VT1器件的觸發(fā)單元而言，圖 電路中的 Y 端應(yīng)該接 VT2器件觸發(fā)單元的 X 端，因 為 VT2器件的第一個(gè)脈沖比 VT1器件的第一個(gè)脈沖滯后 60176。所以當(dāng) VT2觸發(fā)單元的 V4由截止變導(dǎo)通時(shí)，本身輸出一個(gè)脈沖，同時(shí)使 VT1器件觸發(fā)單元 V6的管截止，給 VT1器件補(bǔ)送一個(gè)脈沖。同理， VT1器件觸發(fā)單元的 X 端應(yīng)接 VT6器件觸發(fā)單元的 Y 端。依次類推，可以確定六個(gè)器件相應(yīng)觸發(fā)單元電路的雙脈沖環(huán)節(jié)間的相互接線。 24 220 V 36V+BTP+ 15 VAVS+ 15 V 15 V 15 VX Y接封鎖信號(hào)RQustVD1VD2C1R2R4TSV2R5R8R6R7R3R9R10R11R12R13R14R16R15R18R17RP1ucoupC2C3C3C5C6C7R1RP2V1I1cV3V4V6V5V7V8VD4VD10VD5VD6VD7VD9VD8VD15VD11~ V D14 圖 同步型號(hào)為鋸齒波的觸發(fā)電路 圖 中脈沖變壓器 TP 主要用于完成觸發(fā)脈沖信號(hào)的電流放大，解決觸發(fā)電路與晶閘管控制極電路之間的阻抗匹配，并實(shí)現(xiàn)弱電回路（觸發(fā)回路）和強(qiáng)電回路（晶閘管主 電路）之間的電隔離。 如圖可以得出 TP 脈沖變壓器的一次側(cè)電壓 U1 強(qiáng)觸發(fā)電壓 50V 弱觸發(fā)電壓 15V。取變壓器的變比 K=5，脈沖寬度 0060? ? ，脈沖變壓器的磁鐵材料選擇 DR320。查閱資料可得鐵心材料的飽和磁密 B T? ， 飽和磁場強(qiáng)度 21900SH A m? ，剩磁磁密 B T? 設(shè)計(jì)計(jì)算步驟為： （ 1）確定變壓器的二次側(cè)的強(qiáng)電壓 20U 120 50 105UUVK? ? ? （ 51） 確 定 變 壓 器 的 二 次 側(cè) 的 強(qiáng) 電 壓 20U 120 5 15UUVK? ? ? （ 52） （ 2）確定空載勵(lì)磁電流 0I 02( 0. 2 ~ 0. 3 ) ( 0. 2 ~ 0. 3 ) 0. 6 5 0. 02 4 ~ 0. 03 6I I K A A? ? ? （ 53） 25 式中， 2I 為 一 般 取 晶 閘 管 最 大 觸 發(fā) 電 流 的 兩 倍32 2 2 3 0 0 1 0 0 .6GTI I A?? ? ? ? ?。 （ 3）計(jì)算脈沖磁導(dǎo)率，選定鐵心材料。 第四 章 PWM 控制直流調(diào)速系統(tǒng)控制電路設(shè)計(jì) PWM 信號(hào)發(fā)生器 PWM 信號(hào)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(hào)送給兩個(gè) IGBT。通過改變電力晶體管基極控制電壓的占空比，而達(dá)到調(diào)速的目的。其控制電路如圖 . 圖 PWM 控制電路 SG3525 芯片的主要特點(diǎn) SG3525 是一種性能優(yōu)良、功能齊全和通用性強(qiáng)的單片集成PWM 控制芯片，它簡單可靠及使用方便靈活，輸出驅(qū)動(dòng)為推拉輸出形式，增加了 驅(qū)動(dòng)能力 ；內(nèi)部含有欠壓鎖定電路、軟啟動(dòng)控制電路、 PWM 鎖存器 ，有過流保護(hù) 功能，頻率可調(diào)，同時(shí)能限 26 制最大占空比 。 SG3525 為美國 Silicon General 公司生產(chǎn)的專用 PWM 控制集成電 路，如圖 所示。 圖 SG3525 芯片的內(nèi)部結(jié)構(gòu) 它采用恒頻脈寬調(diào)制控制方案，其內(nèi)部包含有精密基準(zhǔn)源、鋸齒波振蕩器、誤差放大器、比較器、分頻器和保護(hù)電路等。調(diào)節(jié) Ur 的大小，在 A、 B 兩端可輸出兩個(gè)幅度相等、頻率相等、相位相互錯(cuò)開 180 度、占空比可調(diào)的矩形波（即 PWM 信號(hào)）。它適用于各開關(guān)電源、斬波器的控制。 輸出級采 用推挽輸出，雙通道輸出，占空比 050%可調(diào) .每一通道的驅(qū)動(dòng)電流最大值可達(dá) 200mA,灌拉電流峰值可達(dá) 500mA?？芍苯域?qū)動(dòng)功率 MOS 管，工作頻率高達(dá) 400KHz，具有欠壓鎖定、過壓保護(hù)和軟啟動(dòng)振蕩器外部同步、死區(qū)時(shí)間可調(diào)、 PWM 瑣存、禁止多脈沖、逐個(gè)脈沖關(guān)斷等功能。該電路由基準(zhǔn)電壓源、震蕩器、誤差放大器、 27 PWM 比較器與鎖存器、分相器、欠壓鎖定輸出驅(qū)動(dòng)級，軟啟動(dòng)及關(guān)斷電路等組成，可正常工作的溫度范圍是 0700C。基準(zhǔn)電壓為 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)稱值為 80db，其大小由反饋或輸出負(fù)載來決定，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。該誤差放大器共模輸入電壓范圍是 1. 5V5. 2V。此端通常接到與電源輸出電壓相連接的電阻分壓器上。負(fù)反饋控制時(shí)，將電源輸出電壓分壓后與基準(zhǔn)電壓相比較。 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。 3 腳 :SYNC(同步端 ):為外同步用。需要多個(gè)芯片同步工作時(shí)，每個(gè)芯片有各自的震蕩頻率，可以分別他們的 4 腳和 3 腳相連，這時(shí)所有芯片的工作頻率以最快的芯片工作頻率同步。也可以使單個(gè)芯片以外部時(shí)鐘頻率工作。 4 腳 :OSC. OUTPUT(同步輸出端 ):同步脈沖輸出。作為多個(gè)芯片同步工作時(shí)使用。但幾個(gè)芯片的工作頻率不能相差太大，同步脈沖頻率應(yīng)比震蕩頻率低一些。如不需多個(gè)芯片同步工作時(shí)， 3 腳和 4 腳懸空。 28 4 腳輸出頻率為輸出脈沖頻率的 2 倍。輸出鋸齒波電壓范 圍為 0. 6V到 3. 5V. 5 腳 :Cr(震蕩電容端 ):震蕩電容一端接至 5 腳，另一端直接接至地端。其取值范圍為 ,u F 到 0. 1 u F。正常工作時(shí)，在 Cr 兩端可以得到一個(gè)從 到 3. 5V 變化的鋸齒波。 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。Rr 的阻值決定了內(nèi)部恒流值對 Cr 充電。其取值范圍為 2K 歐到 150K歐 Rr 和 Cr 越大充電時(shí)間越長，反之則充電時(shí)間短。 7腳 :DISCHATGE RD(放電端 ):Cr 的放電由 5. 7 兩端的死區(qū)電阻決定。把充電和放電回路分開，有 利與通過死區(qū)電阻來調(diào)節(jié)死區(qū)時(shí)間，使死區(qū)時(shí)間調(diào)節(jié)范圍更寬。其取值范圍為 0 歐到 500 歐。放電電阻 RD 和CT 越大放電時(shí)間越長，反之則放電時(shí)間短。 8 腳 :SOFTSTATR(軟啟動(dòng) ):比較器的反相端即軟啟動(dòng)器控制端 8,端 8可外接軟啟動(dòng)電容，該電容由內(nèi)部 Vf 的 50uA 恒流源充電。 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。補(bǔ)償端工作電壓范圍為 1. 5V 到 5. 2V. 10 腳 :SHUTDOWN(關(guān)斷端 ):10 端 為 PWM 鎖存器的一個(gè)輸入端，一般在 10 端接入過流檢測信號(hào)。過流檢測信號(hào)維持時(shí)間長時(shí)，軟起動(dòng)端 8 接的電容 C:將被放電。電路正常工作時(shí)，該端呈高電平，其電位高于鋸齒波的峰值電位 (3. 30。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 ()， 29 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 ):輸出末級采用推挽輸出電路，驅(qū)動(dòng)場效應(yīng)功率管時(shí)關(guān)斷速度更快 .11 腳和 14 腳相位相差1800，拉電流和灌電流峰值達(dá) 200mA。由于存在開閉滯后，使輸出和吸收之間出現(xiàn)重迭導(dǎo)通。在重迭處有一個(gè)電流尖脈沖，起持續(xù)時(shí)間約為 l00ns?？梢栽?V處接一個(gè)約 0. luf 的電容濾去電壓尖峰。 12 腳 :GROUND(接地端 ):該芯片上的所有電壓都是相對于 GROUND而言，即是功率地也是信號(hào)地。在實(shí)驗(yàn)電路中，由于接入誤差放大器反向輸入端的反饋電壓也是相對與 12 腳而言，所以主回路和控制回路的接地端應(yīng)相連。 13 腳 :VC(推挽輸出電路電壓輸入端 ):作為推挽輸出級的電壓源，提高輸出級輸出功率?？梢院?15 腳共用一個(gè)電源，也可用更高電壓的電源。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 。另一路送到基準(zhǔn)電壓穩(wěn)壓器的輸入端，產(chǎn)生 士 1%V 的內(nèi)部基準(zhǔn)電壓。如果該腳電壓低于門限電壓(Turnoff: 8V)，該芯片內(nèi)部電路鎖定，停止工作‘基準(zhǔn)源及必要電路除外 )使之消耗的電流降至很小 (約 2mA).另外，該腳電壓最大不能超過 GROUND 端。 16 腳 :VREF(基準(zhǔn)電壓端 ):基準(zhǔn)電壓端 16 腳的電壓由內(nèi)部控制在 5. 1 V 土 1%?？梢苑謮?后作為誤差放大器的參考電壓。 SG3525 的工作原理 30 S