uc3842斬控式單相交流調(diào)壓電路(編輯修改稿)
2024-09-17 13:16 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 ，輸出電壓為0～160 V，然后在其輸出取樣電流，進(jìn)行過壓檢測保護(hù)。時鐘震蕩器及脈寬PWM調(diào)制均由芯片形成控制部分。圖6 電路的結(jié)構(gòu)框圖 交流斬波調(diào)壓的基本原理交流斬波調(diào)壓的原理波形如圖7所示。由圖可知，它是用一組頻率恒定、占空比可調(diào)的脈沖，對正弦波電壓進(jìn)行調(diào)制后，得到邊緣為正弦波、占空比可調(diào)的電壓波形。該電壓的調(diào)制頻率f0，其基本諧波頻率為土50Hz。改變占空比，即可改變輸出電壓。 利用具有自關(guān)斷能力的電力半導(dǎo)體器件就可方便地構(gòu)成交流斬波調(diào)壓電路。 圖7 交流斬波調(diào)壓的原理波形圖第3章 主電路設(shè)計(jì)與分析要求用斬波控制的方式實(shí)現(xiàn)單相交流調(diào)壓，功率因數(shù)好，諧波小，輸出的波形要好。輸入電壓是交流220V，輸出電壓要求是0～160 V，最大輸出電流為200A。能同時實(shí)現(xiàn)電壓電流的檢測及過壓過流等一些故障的保護(hù)。 開關(guān)器件的選擇 由于斬波調(diào)壓電路一般采用全控型器件作為開關(guān)器件，典型的全控型開關(guān)器件有，門極可關(guān)斷晶閘管（GTO）、電力晶體管（GTR）、電力場效應(yīng)晶體管（MOSFET）及絕緣柵雙極晶體管（IGBT）等。由于 MOSFET的開關(guān)時間在10~100ns之間，其工作頻率可達(dá)100KHz以上，是主要電力電子器件中最高的，而且它的驅(qū)動電路簡單，需要的驅(qū)動功率小，所以這次課程設(shè)計(jì)決定用 MOSFET 來做開關(guān)器件。 主電路計(jì)算及元器件參數(shù)選型濾波器電容選擇 Co一般根據(jù)放電時間常數(shù)計(jì)算,負(fù)載越大,要求紋波系數(shù)越小,故取Co==*220=, ,取C1=1uf,耐壓350V.選用二極管時，主要應(yīng)考慮其最大電流、最大反向工作電壓、截止頻率及反向恢復(fù)時間等參數(shù)。二極管承受最大反向電壓:U=Sqrt(6)*U2=392V 考慮3倍裕量,則U=3*392=1176V,取1200V最大電流按Idn=（~2）Kfb*Id來計(jì)算選擇。快速熔斷器的選擇快速熔斷器用于過電流的保護(hù)，它的斷流時間在10 ms以內(nèi)，快速熔斷器的熔體額定電流IN按下式選擇：ITm=IN= ITNItm≈2 IN=2200A=MOSFET保護(hù)電路選擇電容的選擇 一般按布線電感磁場能量全部轉(zhuǎn)化為電場的能量估算。即LbIo178。/2=Cs(UcepUo)178。得Cs≥LbIo178。/(UcepUo)178。式中Lb是主回路布線電感μH；IoMOSFET 關(guān)斷時源極電流A；Ucep緩沖電容器電壓穩(wěn)定值；Uo直流電源電壓V。Lb可按Lb=5～20μH估算。Ucep為保證可靠，可取稍低于MOSFET耐壓值為宜，取Ucep=600V進(jìn)行計(jì)算。取Io=Id、Uo=325V,得Cs=LbIo178。/(UcepUo)178。=取Cs=、耐壓650V。緩沖電阻Rs計(jì)算 要求MOSFET關(guān)斷信號到來之前，將緩沖電容器所積蓄的電荷放完，以關(guān)斷信號之前放電90%為條件，計(jì)算公式如下：Rs≤1/（6fCs）f為開關(guān)頻率、MOSFET最大開關(guān)頻率為50KHz,則有Rs=1/（6fCs）≈33Ω。VDs電流定額按MOSFET通過電流的1/10選擇為：。 主電路結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)在考慮到減少電路誤差的情況下，我們采用了如圖8所示的主電路，主回路由Ql—Q3三個VMOS管和D1—D3三個二極管組成的全控整流電路實(shí)現(xiàn)對交流輸入電壓的斬波調(diào)壓。當(dāng)交流輸入電壓在正半周時，電流流經(jīng)VDQVD3；當(dāng)交流輸入處于負(fù)半周時，電流流經(jīng)VDQVD4；Q3始終處于正向電壓作用下，當(dāng)在Q3源柵極之間加入觸發(fā)信號時，Q3處于開關(guān)狀態(tài)。調(diào)整加在柵極上的脈沖寬度即可調(diào)節(jié)輸出電壓的大小。由于Q3處于開關(guān)狀態(tài)，且VMOS管具有很小的關(guān)斷時間，只要適當(dāng)選擇較低的飽和壓降，Q3的功耗可以做得很小，所以該斬波調(diào)壓具有較高的效率。考慮到負(fù)載可能為感性的，加了由QQ2及DD2組成的續(xù)流環(huán)節(jié)。當(dāng)Q3關(guān)斷時，在電壓處于正半周時，Q2導(dǎo)通，Q1關(guān)斷，流經(jīng)負(fù)載的電流通過QD1續(xù)流。在電壓負(fù)半周 ，Q1導(dǎo)通，Q2關(guān)斷，流經(jīng)負(fù)載的電流通過QD2續(xù)流。為防止QQ Q3同時導(dǎo)通而引起較大的短路電流，對加在Q1和Q2上的觸發(fā)信號有一定要求，這在過零觸發(fā)電路中討論。圖中LC1為電源濾波網(wǎng)，以吸收瞬態(tài)過程中的過電壓，并減少對外線路的干擾。LC2為輸出濾波環(huán)節(jié)，由于本機(jī)調(diào)制頻率取得較高，所以L2和C2只需很小值即可。其中每個VMOS管都有保護(hù)裝置如圖所示。
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