【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 斷。在中斷中，調(diào)用模塊 0 的 PWM 脈寬調(diào)節(jié)模式，將下一個(gè) SPWM 波的脈寬通過(guò) CCAP0H 裝載到 CCAPOL 中，這樣就可以實(shí)現(xiàn)無(wú)干擾的更新 PWM。 圖 3 中即為由軟件實(shí)時(shí)計(jì)算好的一路單極性 SPWM 波形的脈寬示意圖。在每個(gè)固定的載波周期內(nèi)，不同脈寬數(shù)值組成一個(gè)正弦表格的形式。若選用模塊 O(P3． 7)輸出此路SPWM，首先將模塊 0 的 PCA 模塊工作模式寄存器定義為 8 位 PWM 模式，將 16 位計(jì)數(shù)器定時(shí)器 CH、 CL清零， PCA PWM 模式輔助寄存器 O 清零 (保證捕獲寄存器 EPCOH(高八位 )、 EPC0L(低八位 )固定為零， PWM 波比較的數(shù)值只與 PCA 模塊 0 的捕獲寄存器CCAPOH(高八位 )、 CC2APOL(低八位 )有關(guān) )，模塊 l 的捕獲寄存器 CCAPlH(高八位 )、CCAPlL(低八位 )送入載波周期的高八位和第八位數(shù)值， PCA 比較／捕獲模塊寄存器1(CAPMl)定義為使能比較功能，允許匹配產(chǎn)生中斷。將第一個(gè)脈寬值 sin[0]裝入 CCAP0H，開(kāi) PCA 模塊中斷及低壓檢測(cè)中斷，開(kāi)總中斷，啟動(dòng) PCA 計(jì)數(shù)。當(dāng) 16 位計(jì)數(shù)器／定時(shí)器的數(shù)值與模塊 1 中捕獲／比較寄存器的數(shù)值相等時(shí)，產(chǎn)生一個(gè) CCF 中斷；在中斷程序中，清中斷標(biāo)志位，重新給模塊 1 的捕獲寄存器 CCAPlH(高八位 )、 CCAPlL(低八位 )送入載波周期的高八位和第八位數(shù)值，將 16 位計(jì)數(shù)器定時(shí)器 CH、 CL清零，中斷次數(shù) i 加 1，將下一個(gè)脈寬數(shù)值 sin[i]裝入 CCAPOH 以備比較。同時(shí)判斷是否到達(dá)最大數(shù)值 N，若是，中斷次數(shù) i 清零，同時(shí)將脈寬數(shù) sin[i]值送入 CCAP0H，完成一個(gè)循環(huán)。這樣，周而復(fù)始，在 P3． 7引腳上將不斷產(chǎn)生隨著正弦規(guī)律變化的脈寬，從而得到準(zhǔn)確的 SPWM 波。 軟件設(shè)計(jì) 程序編寫(xiě)采用 KeilC51 編程語(yǔ)言進(jìn)行，整個(gè)程序由主程序和鍵盤(pán)中斷子程序以及 PCA中斷子程序組成。主程序在系統(tǒng)初始化后進(jìn)入 SPwM 脈寬計(jì)算程序， 計(jì)算相應(yīng)的脈沖寬度，形成正弦表格，等待中斷標(biāo)志位以響應(yīng)不同的中斷。由于 SPWM 波是不斷輸出的，必須將PCA 中斷級(jí)別設(shè)置為最高。一旦有 PCA 中斷標(biāo)志位，即轉(zhuǎn)入執(zhí)行其中斷子程序。圖 4 為PCA 中斷子程序流程圖。在中斷服務(wù)程序中，注意 CCF1 位和 CF 標(biāo)志位均由硬件置位，但不能自動(dòng)清零，必須在中斷程序中由軟件清零。 與此同時(shí)，系統(tǒng)可以響應(yīng)鍵盤(pán)中斷子程序，由鍵盤(pán)控制通過(guò)液晶顯示屏監(jiān)控輸出電壓、電流的變化情況等。 根據(jù)上述設(shè)計(jì)思路及編寫(xiě)的軟件，用 MIC442l驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)四個(gè) MOSFET器件 FQAl60N08組成的逆變橋上進(jìn)行實(shí)際調(diào)試。圖 5 為由單片機(jī) STCl2C5410 輸出的兩路互補(bǔ) (有一定死 區(qū)時(shí)間 )單極性 SPWM 波。用這兩路互補(bǔ)信號(hào)直接驅(qū)動(dòng)芯片 MIC4421，其輸出信號(hào)再分別驅(qū)動(dòng)逆變橋，經(jīng)低通濾波后的波形如圖 6 所示。 此方法電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，硬件設(shè)計(jì)和 軟件編程切實(shí)可行。采用在線計(jì)算和查表技術(shù)相結(jié)合，較好的解決了實(shí)時(shí)控制的要求。同時(shí)采用單片機(jī)作為控制器件，不僅成本降低，而且調(diào)試方便，受外界干擾較小，有很好的實(shí)用性和可靠性。 五 高頻變壓器設(shè)計(jì) 變壓器的結(jié)構(gòu) 變壓器是隔離型變換器的主要元件之一，其性能指標(biāo)的好與壞將直接影響整個(gè)電路的性能，因此，在設(shè)計(jì)變壓器時(shí)應(yīng)該細(xì)心設(shè)計(jì)為好。在變壓器制作中需要在確保變壓器的絕緣電壓的基礎(chǔ)上盡可能的減小變壓器漏感。 變壓器的結(jié)構(gòu)對(duì)變壓器性能的影響 變壓器的最主要作用是隔離，電器隔離性能應(yīng)符合電氣安全規(guī)則 的要求。為了滿足電器安全規(guī)則的要求，通常要在變壓器的初次級(jí)之間留有不低于 3mm的絕緣邊距（爬電距離），如圖 1914 所示的邊沿空隙的方法。邊沿空隙方法（ Margin Wound） 是在骨架邊沿留有不繞線的余留，以提供所需的絕緣邊距要求。 圖 1914 變壓器的邊沿空隙繞制方式的結(jié)構(gòu)示意 這種方法一直得到比較普遍的應(yīng)用，其主要原因是繞變壓器的漆包線的絕緣強(qiáng)度不能滿足電氣安全規(guī)則的要求，特別是漆包線漆皮的針孔。這種方法的最大缺點(diǎn)是變壓器的繞線空間的浪費(fèi)和變壓器漏感的增加，尤其是小變壓器尤為嚴(yán)重，如 EE16 磁芯繞線框架僅有約 8mm的繞線寬度，如果扣除 3mm 的邊沿空隙，則有效的繞線寬度僅剩下 5mm，變壓器的繞線窗口的利用率大大下降，同時(shí)變壓器的漏感也隨之增加。不僅如此，在變壓器的初次級(jí)間通常還要能承受 50Hz、 1500V 有效值電壓，這往往需要 3~5 層變壓器絕緣膠帶，勢(shì)必要求初、次級(jí)間的耦合變差，在 電氣性能上的表現(xiàn)為變壓器的漏感增加。對(duì)于 50Hz變壓器，漏感增加一點(diǎn)似乎不會(huì)出現(xiàn)多大問(wèn)題，但是高頻開(kāi)關(guān)電源變壓器的漏感增加一點(diǎn)所付出的代價(jià)將是開(kāi)關(guān)管的損耗明顯增加甚至是變壓器的漏感所產(chǎn)生的電壓尖峰將開(kāi)關(guān)管擊穿！要么就是緩沖電路的損耗增加。 怎樣才能取消令人深惡痛絕的變壓器中的邊沿空隙和初次級(jí)間的絕緣？問(wèn)題的關(guān)鍵就 是改進(jìn)漆包線的質(zhì)量，單層絕緣的漆包線的最主要的缺陷是針孔（當(dāng)然也不可否認(rèn)絕緣電壓可能還不夠），那么在制造漆包線時(shí)可以在漆包線上多涂幾次絕緣漆，這樣不僅提高了絕緣電壓，最主要的是徹底的消除了漆包線的漆 皮上的針孔，這就是三重絕緣的漆包線。 三重絕緣漆包線繞制法（ Triple Insulated） 次級(jí)繞組的導(dǎo)線采用三重絕緣漆包線以便任意兩層結(jié)合都滿足電氣強(qiáng)度要求。 圖 1915 給出三重絕緣法結(jié)構(gòu)。可以看出初級(jí)充滿整個(gè)骨架寬度，和輔助繞組之間僅有一層膠帶，在輔助繞組上纏一層膠帶以防止損壞次級(jí)繞組導(dǎo)線的三重絕緣層。次級(jí)繞組纏在其上，最后纏一層膠帶進(jìn)行保護(hù)。注意繞線和焊接時(shí)絕緣不被損壞。 圖 1915 三重絕緣漆包線繞制變壓器的結(jié)構(gòu) 實(shí)際上用三重絕緣漆包線繞制變壓器時(shí)，初次級(jí)之間可以不附加任何 絕緣物（如絕緣膠帶）同樣可以保證絕緣強(qiáng)度。這樣，變壓器的繞線窗口將得到有效的利用，同時(shí)變壓器的漏感也可以減小到最小。 變壓器的繞線方法對(duì)變壓器性能的影響 C 型繞線方式：即折返繞制方式，這是最常用的繞線方式。圖 1914 示出有 2 層初級(jí)繞組的 C 型繞線。 C 型繞線容易實(shí)現(xiàn)且成本低，但是導(dǎo)致初級(jí)繞組間電容增加?？梢钥闯龀跫?jí)從骨架的一邊繞到另一邊再繞回到起始邊，這是一個(gè)簡(jiǎn)單的繞線方法。 Z 型繞線圖 1916 示出有 2 層初級(jí)繞組的 Z 型繞線方式?？梢钥闯鲞@種方法比 C 型繞線復(fù)雜，但是減少了繞組的寄生電容。 圖 1916 變壓器初級(jí)的 C 型繞法 圖 1917 變壓器初級(jí)的 Z 型繞法 初次級(jí)內(nèi)外繞制方法：圖 191圖 1917 均為變壓器的初級(jí)繞在內(nèi)側(cè)，次級(jí)繞在外側(cè)的繞制方式，這種繞制方式的優(yōu)點(diǎn)是簡(jiǎn)單，而且通常變壓器的初級(jí)繞組的線徑細(xì)、次級(jí)線 徑粗，細(xì)線繞在里邊繞制起來(lái)比較容易。但是，這種繞法的最大缺點(diǎn)是變壓器的漏感大，變壓器漏感在開(kāi)關(guān)過(guò)程中需要將漏感中的儲(chǔ)能完全釋放，通常會(huì)產(chǎn)生比較高的尖峰電壓，對(duì)開(kāi)關(guān)管的沖擊比較大。這個(gè)沖擊在反激式開(kāi)關(guān)電源中尤為明顯。這個(gè)變壓器漏感的儲(chǔ)能必然消耗在緩沖電路或箝位電 路，漏感越大，需要的緩沖電路越大，所產(chǎn)生的損耗越大，降低了開(kāi)關(guān)電源的效率。因此，應(yīng)該選擇變壓器漏感比較小的繞制方法。 最常見(jiàn)的是初級(jí)分成兩段，分別繞在次級(jí)的內(nèi)測(cè)和外側(cè)，如圖 1918。 圖 1918 變壓器初級(jí)分開(kāi)繞制示意圖 另一方面把初級(jí)繞組分開(kāi)繞制的方法也可以減少漏電感。分開(kāi)的初級(jí)繞組是最里邊第一層繞組，第二層初級(jí)繞在外邊。這需要骨架有空余引腳讓初級(jí)繞組的中心點(diǎn)連接其上，這對(duì)改善耦合有意義。 如果變壓器得出次級(jí)間要求的絕緣電壓不高或采用絕緣電壓高的漆包線，則可以采用變壓器漏感最小的繞法，即 初次級(jí)繞組絞在一起繞。這樣初次級(jí)繞組所約束的磁力線大致重合，使變壓器漏感達(dá)到最小。如果是推挽式逆變器，則僅僅需要變壓器的兩個(gè)初級(jí)之間的漏感達(dá)到最小即 六 、 PWM 控制芯片 SG3525 隨著電能變換技術(shù)的發(fā)展，功率 MOSFET 在開(kāi)關(guān)變換器中開(kāi)始廣泛使用，為此美國(guó)硅通 用半導(dǎo)體公司（ Silicon General）推出 SG3525。 SG3525 是用于驅(qū)動(dòng) N 溝道功率MOSFET 其產(chǎn)品一推出就受到廣泛好評(píng)。 SG3525 系列 PWM 控制器分軍品、工業(yè)品、民品三個(gè)等級(jí)。下面我們對(duì) SG3525 特點(diǎn)、引腳功能、電氣參數(shù)、工作原理以及典型應(yīng)用進(jìn)行介紹。 SG3525 是電流控制型 PWM 控制器，所謂電流控制型脈寬調(diào)制器是按照接反饋電流來(lái)調(diào)節(jié)脈寬的。在脈寬比較器的輸入端直接用流過(guò)輸出電感線圈的信號(hào)與誤差放大器輸出信號(hào)進(jìn)行比較，從而調(diào)節(jié)占空比使輸出的電感峰值電流跟隨誤差電壓變化而變化。由于結(jié)構(gòu)上有電壓環(huán)和電流環(huán)雙環(huán)系統(tǒng)，因此，無(wú)論開(kāi)關(guān)電源的電壓調(diào)整率、負(fù)載調(diào)整率和瞬態(tài)響應(yīng)特性都有提高，是目前比較理想的新型控制器。 結(jié)構(gòu)和原理框圖 ： (引腳 1)：誤差放大器反向輸入端。在閉環(huán)系統(tǒng)中，該引腳接反饋信號(hào)。在開(kāi)環(huán)系統(tǒng)中，該端與補(bǔ)償信號(hào)輸入端（引腳 9）相連，可構(gòu)成跟隨器。 (引腳 2)：誤差放大器同向輸入端。在閉環(huán)系統(tǒng)和開(kāi)環(huán)系統(tǒng)中，該端接給定信號(hào)。根據(jù)需要，在該端與補(bǔ)償信號(hào)輸入端（引腳 9）之間接入不同類型的反饋