【文章內(nèi)容簡介】 0V39。 = dV 1t 2t 期間 1Gv 與 3Gv 為 gv , 2Gv 與 4Gv 為 0， 4T 截止，變壓器 2B 的初級電 流 1i 沿著2174。 3T 174。 1T 174。 1流動， 將變壓器中 2B 儲存的能量消耗在電路電阻中。由于 3T 、 1T 導(dǎo)通，變壓器 2B 的 2 兩端被短路，故 12V ＝ 0 39。0V ＝ 0 2t 39。0t 期間重復(fù) 上 述過程。 39。0t 39。1t 期間 1Gv 與 4Gv 為 0V， 2Gv 與 3Gv 為 Gv ， 2T 、 3T 導(dǎo)通，變壓器初級電流 1i 沿著dV+ 174。 3T 174。 2174。 1174。 2T 174。 dV 路徑流動。由于 2T 、 3T 導(dǎo)通，故 21V = dV 0V39。 = dV 39。1t 39。2t 期間 1 2 3 4 5 6ABCD654321DCBAT i t l eN u m be r R e v i s i o nS i z eBD a t e : 1 4 J u n 2 0 07 S he e t o f F i l e : G : \涂祎 \ B A 7 95 9 ~ 1 .D D B D r a w n B y:T1T2T3T4ViC?+1 2V o 39。完整源代碼及整套相關(guān)文件 68661508，完整電路設(shè)計圖紙，程序設(shè)計源代碼請聯(lián)系本人，參見備注和信息。 13 1Gv 與 3Gv 為 0V， 2Gv 與 4Gv 為 Gv ， 3T 截止，變壓器初級電流 1i 沿著1174。 2T 174。 4T 174。 2 路徑流動，將變壓器 2B 中儲存的能量消耗在電路電阻中。由于 2T 、4T 導(dǎo)通，變壓器 2B 的 2 兩端被短路，故 21V ＝ 0 39。0V ＝ 0 39。2t 39。0t ；期間重復(fù)上述過程。 對輸出電壓 0v 進行博氏級數(shù)展開，輸出電壓基波分量為： 01v =e dV sin 1tw 輸出電壓中最低次諧波的頻率為： f +1f ， f 1f 。其中， f 為驅(qū)動脈沖 的兩倍，1f 為調(diào)頻，一般為 50H：。 電力電子模塊的主要參數(shù)如下： 1） DSOBV DSOBV ＝ ( ) dV ＝ ( ) 269 ＝ 444 710V 選擇 DSOBV 為 600V 2) DMI DMI =2iPEd 考慮到蓄電油放電終廠時，仍能維持滿載輸出；另外考慮到占空比 d 為 時，也能 維持 滿載輸出，則 DMI ＝ 2180。 10000/(180。 16180。 )=396A 選擇 DMI 為 400A 3) GEV GEV =(1. 5 ) ()GEthV = ) 180。 5= 故可選擇 GEV 為 15 V 阻容吸收裝置 阻容吸收裝置由 1R 、 2R 、 1C 、 2C 、 7D 、 8D 組成。若單相倍頻逆變器輸入端出現(xiàn)過電壓，過電壓首先通過 7D 向 1C 充電，由于電容器兩端電壓不能突變，故過電壓被吸收。 IGBT 模塊導(dǎo)通時，電容器 1C 通過 1R 、 IGBT 模塊放電， 1R 限制了放電電流，從而保護了 IGBT 模塊。 完整源代碼及整套相關(guān)文件 68661508，完整電路設(shè)計圖紙，程序設(shè)計源代碼請聯(lián)系本人，參見備注和信息。 14 在 UPS 中 控制電路的功能 主要 是： IGBT 模塊的脈沖。 IGBT 模 塊進行瞬時保護 . 控制電路由正弦脈寬調(diào)制電路、驅(qū)動電路、電壓調(diào)節(jié)電路、波形調(diào)節(jié)電路組成。其電路如 圖 31所示 。 圖 31 控制電路 正弦 脈寬調(diào)制電路 正弦脈寬調(diào)制電路的功能是產(chǎn)生四組正弦脈寬 驅(qū)動信號。它是由誤差放大器、三角波發(fā)生器、比 較器、同相器、倒相器、延時電路及控制門組成 。 1 2 3 4ABCDEF4321FEDCBAT i t l eN u m be r R e v i s i o nS i z eBD a t e : 1 1 J u n 2 0 07 S he e t o f F i l e : G : \涂祎 \ B A C K U P ~ 4 D B D r a w n B y:V03 R2 6 3 R3 53 C3 13 C2 13 R3 33 R1 83 R1 53 R1 73 R2 53 V R 3P O T 23 R63 R1 63 R2 23 R3 63 R2 13 V R 2P O T 23 R43 R1 43 C2 83 R1 13 R1 33 C2 93 C1 93 R3 93 R3 83 R2 73 C1 53 C2 73 R4 03 R7 23 R6 93 U 2 13 R3 03 U 1 73 U 83 U 33 U 33 U 8驅(qū)動器3 U 1 2過載保護3 U 2 13 U 1 7驅(qū)動器3 U 1 2過載保護過載保護3 U 2 13 U 1 7驅(qū)動器3 U 1 23 U 2 13 U 1 7驅(qū)動器3 U 1 2過載保護6VVi3 R23 R23 R23 R23 D 2V23 D 312V6V3 C1 23 R1 212V6V12V81071115P W M161412131891 / 23 U 43 U 412V12V12V6V12V12V3 U 4IN HIN HIN HIN H12V5 2 20V E X B 8 4 16315 2 20V E X B 8 4 16315 2 20V631E X B 8 4 15 2 20V E X B 8 4 16316V6V+++++++完整源代碼及整套相關(guān)文件 68661508，完整電路設(shè)計圖紙，程序設(shè)計源代碼請聯(lián)系本人，參見備注和信息。 15 (1)正弦脈寬驅(qū)動信號的產(chǎn)生 三角波發(fā)生器是由集成運放 33U 及電容器 153C 構(gòu)成。壓控振蕩器輸出信號經(jīng)過2分頻后，通過 273C 、 303R 加在 33U 反相端 (6腳 )，在 33U 輸出端輸出三 角波。由于集成運放 33U 采用單電源，故 6v 直 流偏 置 電壓通過 403R 加在 33U 的同相端，于是輸出的三角波在 6v基礎(chǔ)上進行變化，其波形如圖 32(a)所示。輸出的三角波一路加在比較器 83U 反相端 (8 端 )；另一路通過由 273R 、 383R 及運放 33U 構(gòu)成的倒相器后輸出反三角波。由于 33U 采用單電源， 6v偏置電壓也通過 393R ，加在運放 33U 同相端 (3 腳 )，故反三角波也是在 6v基礎(chǔ)上進行變化，其波形如圖 32(a)中虛線所示。反三角波信號加在比較器 83U 的反相端 (10 腳 )。 圖 32 波形 圖 由交流誤差放大器 43U 輸出端 (8 腳 )輸出的正弦波電壓加在比較器 83U 同相端(9 腳、 11 腳 )。若正弦波電壓大十二角波電壓，比較器輸出端 (14 腳 )為高電位；若正弦波電壓小于三角波，比較器輸出端 (14腳 )為低電位。其輸出波形如 圖 32 (b)所示。若正弦波電壓大于反三角波電壓，比較器輸出端為高電位；若 正弦波電壓小于反三角波電壓，比較器輸出端為低電位。其輸出波形如 圖 32 (c)所示。 (2)由兩組驅(qū)動信號變成四組驅(qū) 動信 號 由于單相逆變橋由四個橋臂組成，放需要四組驅(qū)動情號 1T 的驅(qū)動脈沖與 2T 的驅(qū)動脈沖相位相反。 3T 的驅(qū)動脈沖與 4T 的驅(qū)動脈沖相位相反。 為了將兩組驅(qū)動脈沖變?yōu)樗慕M驅(qū)動脈沖，特采用兩組同相器及兩組反相器，同相器與反相器均由異或門 123U 組成，異或門有一個輸入 端接低電位，則構(gòu)成同相1 2 3 4 5 6ABCD654321DCBAT i t l eN u m be r R e v i s i o nS i z eBD a t e : 9 J un 2 0 0 7 S he e t o f F i l e : D : \ P R O G R A M F I L E S \ D E S I G N E X P L O R E R 99 S E \ E X A M P L E S \ B A D 3 25 ~ 1 .D D BD r a w n B y:VV G 1V G 2V G 3V G 4V G 139。V G 239。t( g )t( f )t( e )t( d )t( c )t( a )t( b )完整源代碼及整套相關(guān)文件 68661508，完整電路設(shè)計圖紙，程序設(shè)計源代碼請聯(lián)系本人，參見備注和信息。 16 器；異或門有一個輸入端接高電位，則構(gòu)成反相器。其電路如 圖 32 所示。 比較器輸出端 (14 腳 )輸出信號通過同相器時，其輸出脈沖相位不變，波形如 圖32 (b)所示；輸出信號經(jīng)過反相器時，其輸出脈沖相位相反，波形如圖 32 (d)所示；比較器輸出端 (13 腳 )輸出信號經(jīng)過同相器時，其輸出脈沖相位不變，波形如 圖 32 (c)所示；輸出信號經(jīng)過反相器時，其輸出脈沖相位相反，波形如 圖 32 (e)所示。 驅(qū)動電路 驅(qū)動電路的功能是為 IGBT 提供正、負(fù)柵壓，保護 IGBT 模塊，隔離主電路與控制電路的電聯(lián)系。它由達林頓驅(qū)動器和 Ex 跳 41 混合驅(qū)動器組成，其電路如圖31所示。 (1)達林頓驅(qū)動器 在 圖 31 中， 213U 采用的是 ULN2021AN 集成芯片，它是達林頓驅(qū)動器，其外形及內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖如圖 33所示。 圖 圖 3－ 3 達林頓驅(qū)動器 由于 EXB841 混 合驅(qū)動器的輸入端需要的輸入功率比較大，而與門 173U 輸出脈沖的功率比較小，不足以驅(qū)動EXB841 混合驅(qū)動器正常工 作，故需要設(shè)置達林頓驅(qū)動器以 放大驅(qū)動脈沖的功率。 (2) EXB841 混合驅(qū)動器 EXB841 混合驅(qū)動器 內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖如圖 31 所示，它內(nèi)部包含光電鍋合器、驅(qū)動器、過載保護電路。光電 耦合 器的作用是隔離主電路與控制電路之間電的聯(lián)系。驅(qū)動器的作用是放大驅(qū)動脈沖功率。驅(qū)動 信號 為 mv 時， EXB841 輸出端 3腳為高電位，驅(qū)動電流沿 3 腳 174。 IGBT 模塊輸入電容 174。 isC 174。 1 腳流動，向電容器 isC充電， cv 逐漸上升；當(dāng) cv 上升到 IGBT 的開啟電壓時， IGBT 模塊導(dǎo)通， IGBT 隨 cv 幅度上升而逐漸進入深度飽和。驅(qū)動 信號 為“ 0”時， EXB841 輸出端 3腳與 1腳之間出現(xiàn) － 5v 電壓，輸入 電容 isC 通過 3 腳、 1 腳放電；當(dāng) cv 下降到 IGBT 的截止電壓時， IGBT 模塊截止。 IGBT 模塊截止后，發(fā)射極與柵極之間承受反向電壓，維持 IGBT模塊截止。 完整源代碼及整套相關(guān)文件 68661508，完整電路設(shè)計圖紙，程序設(shè)計源代碼請聯(lián)系本人，參見備注和信息。 17 瞬時保護電路的作用是保護 IGBT 模塊。 IGBT 模塊的過載能力低，瞬時過載便可使之損壞，故需要設(shè)置瞬時保護電路。它由過流檢測電路、低速切斷電路組成，其功能是將過載電流限制在安全工作區(qū)域。該電路采用延遲搜索方法進行保護。所謂“延遲搜索”，就是實時檢測 UBT 模塊 兩端電壓：若超出設(shè)定電壓值，先將柵極電壓從 15v 降至某 一設(shè)定值 (如 10V)，延時 10ms左右再進行檢測；如故障消失，自動將柵極電壓恢復(fù)到 15V；如放降未消失，自動將柵壓降至 0V 以下，關(guān)斷 IGBT 模塊。 調(diào)整電路 閉環(huán)負(fù)反饋調(diào)整電路的功能是穩(wěn)定 UPS 輸出電壓、改善 UPS 輸出波形。它是由調(diào)整電路、 SPWM 電路、驅(qū)動電路及主電路組成。調(diào)整電路包括波形調(diào)整電路、電壓調(diào)整電路。 (1)波形調(diào)整電路 波形調(diào)整電路由檢測電路、給定電壓、誤差放大器組成。 檢測電路 在這里指的是交流電壓檢測電路，它由降壓變壓器 13B 、電阻分壓器263R 、 253R 組成。設(shè)變壓器的變比為 n，則變壓器次級電壓為： 2V ＝ 0Vn 電阻分壓器輸出電壓為： 25 225 26333f RVVRR=?+ 令 ( )2525 26333RF R R n= + 則 0fV FV= 上式表示：檢測電壓 fV 與 UPS 電源輸出電壓成正比。該