降壓斬波電路word版(編輯修改稿)
2024-09-18 04:05 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 模式原理圖圖 7 所示為電壓反饋控制模式原理圖，轉(zhuǎn)換器輸出電壓VOUT 的采樣信號(hào) VFB 與基準(zhǔn)電壓VREF比較，比較輸出信號(hào)經(jīng)反相器反向，D觸發(fā)器整形，然后和振蕩器與輸出控制開(kāi)關(guān)管。當(dāng)輸出電壓超出預(yù)定值，則反饋控制信號(hào)為低電平，低電平D 觸發(fā)輸出將振蕩器的脈沖信號(hào)與為 0，控制開(kāi)關(guān)管持續(xù)關(guān)斷，從而降低出出端電壓。同理，當(dāng)輸出端電壓低于預(yù)定值時(shí)，翻開(kāi)控制信號(hào)使開(kāi)關(guān)管持續(xù)不斷導(dǎo)通，從而增加輸出端電壓。這就是電壓反饋控制機(jī)理，只需要一個(gè)反饋信號(hào) VFB，就可以實(shí)現(xiàn)整個(gè)電路的負(fù)反饋而維持輸出恒定。（3）PFM 控制模式PWM 調(diào)制方式是將脈沖寬度固定，通過(guò)改變開(kāi)關(guān)頻率來(lái)調(diào)節(jié)占空比的。在電路設(shè)計(jì)上要用固定脈寬發(fā)生器來(lái)代替脈寬調(diào)制器中的鋸齒波發(fā)生器，并利用電壓/頻率轉(zhuǎn)換器(比如，壓控振蕩器 VCO)改變頻率。即通過(guò)負(fù)載端反饋信號(hào)與基準(zhǔn)信號(hào)進(jìn)行比較，輸出誤差信號(hào)對(duì)工作頻率進(jìn)行調(diào)節(jié)，然后輸出恒寬變頻的方波信號(hào)去控制功率開(kāi)關(guān)管。依據(jù)負(fù)載狀況實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)開(kāi)關(guān)管的導(dǎo)通時(shí)間，從而穩(wěn)定輸出電壓。其調(diào)制原理如圖8所示，工作波形如圖9所示。總的說(shuō)來(lái)，PFM控制方式是開(kāi)關(guān)電源中使用已經(jīng)比較普遍，具有以下優(yōu)點(diǎn):在負(fù)載較輕情況下效率很高，工作頻率高，頻率特性好，電壓調(diào)整率高，適用于電流或者電壓控制模式。同時(shí)，也存在以下缺點(diǎn):負(fù)載調(diào)整范圍窄，濾波成本高。圖8 調(diào)制原理圖9工作波形（4）PSM控制模式PSM ( PulseSkippingModulation)調(diào)制方式是開(kāi)關(guān)電源中一種新的控制方式，稱(chēng)為脈沖跨周期調(diào)制。將負(fù)載端電壓反饋信號(hào)與基準(zhǔn)電壓比較轉(zhuǎn)換為數(shù)字電平，在時(shí)鐘上升沿檢測(cè)該反饋信號(hào)電平?jīng)Q定是否在該時(shí)鐘周期內(nèi)工作，調(diào)節(jié)開(kāi)關(guān)管的導(dǎo)通時(shí)間，從而穩(wěn)定輸出電壓 。其調(diào)制原理如圖 10 所示，工作波形如圖11 所示。當(dāng)反饋采樣信號(hào) Vfb 大于基準(zhǔn)電壓 Vref時(shí)，比較器輸出低電平，然后經(jīng)過(guò) D 觸發(fā)器的整形和同步，在時(shí)鐘的上升沿將振蕩器的脈沖信號(hào)跨過(guò)(與門(mén)的作用)，調(diào)節(jié)開(kāi)關(guān)管關(guān)斷，從而降低輸出端電壓。當(dāng)反饋采樣信號(hào) VF13小于基準(zhǔn)電壓 Vref時(shí)，比較器輸出高電平，然后經(jīng)過(guò) D觸發(fā)器的整形和同步，在時(shí)鐘的上升沿將振蕩器的脈沖信號(hào)送出(與門(mén)的作用)，調(diào)節(jié)開(kāi)關(guān)管持續(xù)導(dǎo)通與關(guān)斷，從而提高輸出端電壓。圖10 調(diào)制原理圖 圖11工作波形（1）脈沖產(chǎn)生電路工作原理：當(dāng)接通電源以后，因?yàn)殡娙萆系某跏茧妷簽榱?，所以輸出為高電平，并開(kāi)始經(jīng)電阻 R1 向電容C1充電。當(dāng)充到輸入電壓為觸發(fā)器的正門(mén)限電壓時(shí)，輸出跳變?yōu)榈碗娖剑娙萦纸?jīng)電阻 R2 開(kāi)始放電。當(dāng)放電至觸發(fā)器的負(fù)門(mén)限電壓時(shí)，輸出電位又跳變?yōu)楦唠娖?，電?C1 重新開(kāi)始充電。如此周而復(fù)始，電路不停的振蕩。通過(guò)調(diào)節(jié)電阻，電容的值可以改變振蕩周期。同時(shí)可以改變 R1 和R2的比值來(lái)改變占空比。電路如下所示：圖12 電路圖圖13 波形圖（2）放大驅(qū)動(dòng)電路采用達(dá)林頓管進(jìn)行放大。（3）信號(hào)隔離采用光耦 TLP5211進(jìn)行電器隔離。（1）過(guò)電壓保護(hù)所謂過(guò)電壓保護(hù)，即指流過(guò)IGBT兩端的電壓值超過(guò)IGBT在正常工作時(shí)所能承受的最大峰值電壓Um都稱(chēng)為過(guò)電壓。產(chǎn)生過(guò)電壓的原因一般由靜電感應(yīng)、雷擊或突然切斷電感回路電流時(shí)電磁感應(yīng)所引起。其中，對(duì)雷擊產(chǎn)生的過(guò)電壓，需在變壓器的初級(jí)側(cè)接上避雷器，以保護(hù)變壓器本身的安全；而對(duì)突然切斷電感回路電流時(shí)電磁感應(yīng)所引起的過(guò)電壓，一般發(fā)生在交流側(cè)、直流側(cè)和器件上，因而，下面介紹直流斬波電路主電路的過(guò)電壓保護(hù)方法。電路如下圖14所示： 圖 14 保護(hù)電路（2）過(guò)電流保護(hù) 所謂過(guò)電流保護(hù)，即指流過(guò)IGBT的電壓值超過(guò)IGBT在正常工作時(shí)所能承受的最大峰值Im都稱(chēng)為過(guò)電流。這里采用圖15所示的電路 圖15 過(guò)電流保護(hù)（3）.IGBT的保護(hù) a. 靜電保護(hù)
IGBT的輸入級(jí)為MOSFET，所以IGBT也存在靜電擊穿的問(wèn)題。防靜電保護(hù)極為必要。在靜電較強(qiáng)的場(chǎng)合，MOSFET容易靜電擊穿，造成柵源短路。采用以下方法進(jìn)行保護(hù)：應(yīng)存放在防靜電包裝袋、導(dǎo)電材料包裝袋或金屬容器中。取用器件時(shí)，應(yīng)拿器件管殼，而不要拿引線。工作臺(tái)和烙鐵都必須良好接地，焊接時(shí)電烙鐵功率應(yīng)不超過(guò)25W，最好使用12V～
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