【文章內(nèi)容簡介】 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 SPWM 波的脈寬通過 CCAP0H 裝載到 CCAPOL 中，這樣就可以實現(xiàn)無干擾的更新 PWM。 圖 3 中即為由軟件實時計算好的一路單極性 SPWM 波形的脈寬示意圖。在每個固定的載波周期內(nèi)，不同脈寬數(shù)值組成一個正弦表格的形式。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 位計數(shù)器定時器 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。將第一個脈寬值 sin[0]裝入 CCAP0H，開 PCA 模塊中斷及低壓檢測中斷，開總中斷，啟動 PCA 計數(shù)。當(dāng) 16 位計數(shù)器／定時器的數(shù)值與模塊 1 中捕獲／比較寄存器的數(shù)值相等時，產(chǎn)生一個 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 位計數(shù)器定時器 CH、 CL清零，中斷次數(shù) i 加 1，將下一個脈寬數(shù)值 sin[i]裝入 CCAPOH 以備比較。同時判斷是否到達(dá)最大數(shù)值 N，若是，中斷次數(shù) i 清零，同時將脈寬數(shù) sin[i]值送入 CCAP0H，完成一個循環(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 程序編寫采用 KeilC51 編程語言進(jìn)行，整個程序由主程序和鍵盤中斷子程序以及 PCA中斷子程序組成。主程序在系統(tǒng)初始化后進(jìn)入 SPwM 脈寬計算程序， 計算相應(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，但不能自動清零，必須在中斷程序中由軟件清零。 與此同時，系統(tǒng)可以響應(yīng)鍵盤中斷子程序，由鍵盤控制通過液晶顯示屏監(jiān)控輸出電壓、電流的變化情況等。 根據(jù)上述設(shè)計思路及編寫的軟件，用 MIC442l驅(qū)動器驅(qū)動四個 MOSFET器件 FQAl60N08組成的逆變橋上進(jìn)行實際調(diào)試。圖 5 為由單片機 STCl2C5410 輸出的兩路互補 (有一定死 區(qū)時間 )單極性 SPWM 波。用這兩路互補信號直接驅(qū)動芯片 MIC4421，其輸出信號再分別驅(qū)動逆變橋，經(jīng)低通濾波后的波形如圖 6 所示。 此方法電路結(jié)構(gòu)簡單，硬件設(shè)計和 軟件編程切實可行。采用在線計算和查表技術(shù)相結(jié)合，較好的解決了實時控制的要求。同時采用單片機作為控制器件，不僅成本降低，而且調(diào)試方便，受外界干擾較小，有很好的實用性和可靠性。 五 高頻變壓器設(shè)計 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電路的性能，因此，在設(shè)計變壓器時應(yīng)該細(xì)心設(shè)計為好。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是變壓器的繞線空間的浪費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，同時變壓器的漏感也隨之增加。不僅如此，在變壓器的初次級間通常還要能承受 50Hz、 1500V 有效值電壓，這往往需要 3~5 層變壓器絕緣膠帶，勢必要求初、次級間的耦合變差，在 電氣性能上的表現(xiàn)為變壓器的漏感增加。對于 50Hz變壓器，漏感增加一點似乎不會出現(xiàn)多大問題，但是高頻開關(guān)電源變壓器的漏感增加一點所付出的代價將是開關(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間的絕緣？問題的關(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)合都滿足電氣強度要求。 圖 1915 給出三重絕緣法結(jié)構(gòu)?？梢钥闯龀跫壋錆M整個骨架寬度，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繞組導(dǎo)線的三重絕緣層。次級繞組纏在其上，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) 實際上用三重絕緣漆包線繞制變壓器時，初次級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度。這樣，變壓器的繞線窗口將得到有效的利用，同時變壓器的漏感也可以減小到最小。 變壓器的繞線方法對變壓器性能的影響 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 層初級繞組的 C 型繞線。 C 型繞線容易實現(xiàn)且成本低，但是導(dǎo)致初級繞組間電容增加。可以看出初級從骨架的一邊繞到另一邊再繞回到起始邊，這是一個簡單的繞線方法。 Z 型繞線圖 1916 示出有 2 層初級繞組的 Z 型繞線方式。可以看出這種方法比 C 型繞線復(fù)雜，但是減少了繞組的寄生電容。 圖 1916 變壓器初級的 C 型繞法 圖 1917 變壓器初級的 Z 型繞法 初次級內(nèi)外繞制方法：圖 191圖 1917 均為變壓器的初級繞在內(nèi)側(cè)，次級繞在外側(cè)的繞制方式，這種繞制方式的優(yōu)點是簡單，而且通常變壓器的初級繞組的線徑細(xì)、次級線 徑粗，細(xì)線繞在里邊繞制起來比較容易。但是，這種繞法的最大缺點是變壓器的漏感大，變壓器漏感在開關(guān)過程中需要將漏感中的儲能完全釋放，通常會產(chǎn)生比較高的尖峰電壓，對開關(guān)管的沖擊比較大。這個沖擊在反激式開關(guān)電源中尤為明顯。這個變壓器漏感的儲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。 最常見的是初級分成兩段，分別繞在次級的內(nèi)測和外側(cè)，如圖 1918。 圖 1918 變壓器初級分開繞制示意圖 另一方面把初級繞組分開繞制的方法也可以減少漏電感。分開的初級繞組是最里邊第一層繞組，第二層初級繞在外邊。這需要骨架有空余引腳讓初級繞組的中心點連接其上，這對改善耦合有意義。 如果變壓器得出次級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 初次級繞組絞在一起繞。這樣初次級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初級之間的漏感達(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 在開關(guān)變換器中開始廣泛使用，為此美國硅通 用半導(dǎo)體公司（ Silicon General）推出 SG3525。 SG3525 是用于驅(qū)動 N 溝道功率MOSFET 其產(chǎn)品一推出就受到廣泛好評。 SG3525 系列 PWM 控制器分軍品、工業(yè)品、民品三個等級。下面我們對 SG3525 特點、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調(diào)節(jié)脈寬的。在脈寬比較器的輸入端直接用流過輸出電感線圈的信號與誤差放大器輸出信號進(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，無論開關(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。在開環(huán)系統(tǒng)中，該端與補償信號輸入端（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)和開環(huán)系統(tǒng)中，該端接給定信號。根據(jù)需要，在該端與補償信號輸入端（引腳 9）之間接入不同類型的反饋