【正文】 10 SG1525 各點(diǎn)波形與 PWM 斬波調(diào)壓波形調(diào)節(jié)電位器 RP1 使誤差放大器輸出一固定的 V電壓．在 V+的谷點(diǎn)和 V與 V+交點(diǎn)對應(yīng)的區(qū)間內(nèi)有固定的 Vo1 +Vo2脈沖(11 和 14 腳并接獲 Vo1 +Vo2)輸出到功率驅(qū)動電路，主開關(guān)管 V 以某固定脈寬斬波輸出 Ua，濾波輸由 RP1 調(diào)節(jié)確定的直流電壓 Va 值到直流電機(jī)，電機(jī)保持其穩(wěn)定轉(zhuǎn)速運(yùn)行。當(dāng)電機(jī)因某種擾動固察使轉(zhuǎn)速發(fā)生變化時，例如，負(fù)載變化使轉(zhuǎn)速下降，則由系統(tǒng)檢測反饋的 Vf電壓值跟隨下降 ，Vf 經(jīng) R3 及串聯(lián)二極管(此二極22管可防止調(diào)試系統(tǒng)時 正負(fù)極接反形成正反饋)使誤差放大器 EA()反相輸入端電位下降，誤差電壓△E=EA(+)EA()增大(方向由 EA(+)指向 EA())，誤差放大器對△ E 的比例積分運(yùn)算(EA 誤差放大器的輸出 9 引腳和反相輸入引腳間接有 RC2 構(gòu)成的比例積分反饋網(wǎng)絡(luò))輸出電壓 V值上升，V的上升使 V +≥V的交 點(diǎn)時刻(鋸齒披上升沿交點(diǎn))后移。Vo1 +Vo2和 U。脈沖寬度均變寬，Ua 的濾波平均值電壓 Va 按比例積分規(guī)律增大, Va 增大使電機(jī)轉(zhuǎn)速回升，當(dāng)電機(jī)轉(zhuǎn)速回升到 Rp1 設(shè)定值 EA(+)所對應(yīng)的穩(wěn)定狀態(tài)時，△ E 調(diào)節(jié)為零，V停止比例積分變化，系統(tǒng)進(jìn)入新和穩(wěn)態(tài)運(yùn)行。 脈沖分配電路在可逆 PWM 變換器中，上、下兩個晶體管經(jīng)常交替工作，如圖 10 所示。由于晶體管存在關(guān)斷時間，因此有可能能造成在一個晶體管未完全關(guān)斷時，另一個晶體管已導(dǎo)通，從而使電源短路。為了避免這種情況發(fā)生，根據(jù)功率轉(zhuǎn)換電路的工作要求，設(shè)置了大功率晶體管的導(dǎo)通次序，即脈沖分配電路，使大；功率晶體管能按照指定的順序?qū)?。在圖 11 中，晶體管 VV4 是同時關(guān)斷的，VV3 也是同時導(dǎo)通同時關(guān)斷的，但 V1與 VV3 與 V4 都不允許同時導(dǎo)通，否則電源 Ud 直通短路。設(shè) VV4 先同時導(dǎo)通 T1 秒后同時關(guān)斷，間隔一定時間之后，再使 VV3 同時導(dǎo)通 T2 秒后同時關(guān)斷，如此反復(fù)，則電動機(jī)電樞端電壓波形如圖 11（b）所示。圖 11 脈沖分配電路電動機(jī)電樞端電壓的平均值為23Ua= =（2α1）UdUdTdT)12(1????由于 0≤α≤1，Ua 值的范圍是 Ud～Ud，因而電動機(jī)可以在正反兩個方向調(diào)速運(yùn)轉(zhuǎn)。 基極驅(qū)動電路系統(tǒng)采用的功率驅(qū)動電路取決于主開關(guān)管 V 的器件類別。用不同類別的主開關(guān)其功率驅(qū)動電路也不同。 本系統(tǒng)采用 BJT 功率晶體管的驅(qū)動電路。 圖 2 是驅(qū)動 BJT 功率晶體管的一種用的雙電源光電耦合驅(qū)動電路，其工作原理如下。Vo1 +Vo2為邏輯低電平時，T4 晶體管止．集電極輸出高電平至 T3基極，穩(wěn)壓管 W 與T3均導(dǎo)通 ，使集電極為低電平。一般可設(shè)計(jì) T3集電極低電平為負(fù)值，例如，設(shè)計(jì)Vca=Vw+VCESaVCC=—，受 VC3負(fù)位制約；BJT 基極 電位(A 點(diǎn))為 VC3+VEB2=2V(此時T1 管 VBE1VEB2=O．6V 反偏電壓截止)。BJT 發(fā)射極連于電容 C 的聯(lián)交點(diǎn) B，可獲得直流懸浮零電位 VB (VCC—Vc)=0．( Vc=2Vcc )。該直流懸浮零電位使 BJT 基極發(fā)射極間C?有 2V 的反向偏置電壓，以保證 BJT 的可靠關(guān)斷。因 BJT 發(fā)極與電感 L 相連，電容 C 還有效隔斷驅(qū)動路和 L 強(qiáng)電電路的直流電聯(lián)系。Vo1 +Vo2為高電平時，T4 導(dǎo)通 ，T3 和穩(wěn)壓管關(guān)斷，Vcc 經(jīng) R3和 T1管基極 、發(fā)射極向 BJT 提供基極開通電流，T2 管承受 VBE1=VEB2反壓截止。R1 限制 BJT 導(dǎo)通基流的大小。R2在 BJT 關(guān)斷瞬間，限制電容 C 經(jīng) BJT 發(fā)射極、基極，T2 發(fā)射極、集電極，負(fù)電源回路的反向恢復(fù)電流峰值。 調(diào)試圖 2 中的 R5，可改變 Vo1 +Vo2脈沖的幅值 ，以適應(yīng)輸入光電耦合電路的參 敬定額要求 。圖 12 電路的適應(yīng)性較強(qiáng) ．也可用于 IGBT 絕緣柵雙極晶體管的功率驅(qū)動電路 。 24圖 12 基極驅(qū)動電路 3．相關(guān)數(shù)據(jù)分析該系統(tǒng)調(diào)速精度與調(diào)速范圍要求不高。本系統(tǒng)采用三相(1)CT,RT，RD 的選取 SG1525 集成控制器可輸出 0．1～400kHz 的脈沖頻率 ，對應(yīng) CT= 0．001～ F，RT=2 ～150k 取值 。一般對于 BJT 和 GTo 器件可取 f=1kHz 以下，IGBT 器件取 f= ?10kHz 左右 。f 與 CT,RT，RD 的關(guān)系用下式確定f=l／(t1+ t2 )=1／(0．67R1CTR1+ ) 例如 f= lkHz，T= 0．001s，取 定 t1= 0．02s，t2=0．16s，可算得Ce=min/r 時的 RT 與 RD分別為 RT = t1／0．67Ct—／0．67 0．01 = 134k6?RD= t2／1．3CT= 0．0001／1．30．01 =7．7k10? t2一般應(yīng)取遠(yuǎn)小于 t1 的值,否則影響脈沖占空比(t1／(t1 + t2))和斬波效率 。此處的占空比最大值為 0．0009／(0．0001+0．0009)=。 (2)R2和 RP1 的選取 25VREF(16 腳 )輸出的最大電流為 50mA， 一般在 40mA 以下取值 。若取定 IREF=1～ 5mA 變化 ，RP1 設(shè)為零值時可算得 R2 為 R2= VREF／IREF=5．1V／5mA=lk ?RP1 設(shè)置為最大值時可算得 RP1+ R2= VREF／IREF= 5．1V／lmA =RP1 = 4．1k(3)其它引腳器件的確定R5電阻的選取要用調(diào)試方法確定，一般選取一個可調(diào)電位器 Rw 和一個固定的 R 串聯(lián)組成 Rs=Rw+R 的結(jié)構(gòu)。當(dāng) Rw 調(diào)為零時，R 的大小要足以限制功率驅(qū)動電路的輸入電流不超過允許值 。例如 ，功率驅(qū)動電路要求 Vo1 +Vo2=3V．驅(qū)動輸入電流最大允許值為50mA，忽略圖 2 中 Tt或 T2導(dǎo)通壓降最小值(sat)，可算得 R 電阻應(yīng)為 R =(Vcc1Vo)5?5?／Io= (1 5—3)V／50mA = 0．24k .? 可選取 R =300 ,略大于計(jì)算值的電阻。由于 R 上有較大的電流，還要注意其瓦數(shù)的? ?選擇 此處可選 PR ≥(Vcc1Vo)／Io = 。 ? 26 總結(jié) 該系統(tǒng)調(diào)速精度與調(diào)速范圍要求不是很高，但與傳統(tǒng)的晶閘管可控調(diào)速系統(tǒng)相比 ，它具有調(diào)速范圍寬、快速性能好、功率因數(shù)高、結(jié)構(gòu)簡單等優(yōu)點(diǎn)，使之以廣泛應(yīng)用于各行各業(yè)的直流調(diào)速系統(tǒng)當(dāng)中。本系統(tǒng)采用了脈寬調(diào)制器 SG1525 來完成，它解決了 PWM電路的集成化問題，在實(shí)例中就可用此芯片來實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的調(diào)速。 經(jīng)過接近五周的努力，終于圓滿的完成了本課程設(shè)計(jì)。通過親身體驗(yàn)做課程設(shè)計(jì)的目的，在于通過理論與實(shí)際的結(jié)合，進(jìn)一步提高我們觀察、分析和解決問題的實(shí)際工作能力。大四了，馬上就要面對社會開始工作，理論的學(xué)習(xí)我們或許已經(jīng)掌握的很好，但實(shí)際的工作能力就是有待提高的了，通過本次設(shè)計(jì)以便積累一些經(jīng)驗(yàn)對我們來說肯定是很有利的。 27參 考 文 獻(xiàn)[1] 黃俊，王兆安. 電力電子技術(shù)（第 4 版）.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2022[2] ：清華大學(xué)出版社，1995[3] 張立，：科學(xué)出版社,1992 [4] ：國防工業(yè)出版社，1995 （來源于Inter ）[5] ：機(jī)械工業(yè)出版社，1996[6] （第三版）.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2022[7] ：機(jī)械工業(yè)出版社，1995 （來源于Inter ）[8]陳伯時 。電力拖動自動控制系統(tǒng)（第 3 版）。機(jī)械工業(yè)出版社，28 教師評語與成績 指導(dǎo)教師評語： 指導(dǎo)教師簽名： 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）成績： 29畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）表現(xiàn)成績： 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）答辯：1. 答辯組成員簽名： 2. 答 辯 日 期： 年 月 日3．答 辯 評 語：4． 答 辯 成 績： 30畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）總成績：