【導(dǎo)讀】地通過頻率的選擇和感應(yīng)圈的合理設(shè)計而得到。目前,感應(yīng)加熱技術(shù)已廣泛應(yīng)用。于金屬熔煉、鑄造、焊接、熱處理、熱鍛造等熱加工工藝。對于小型工件的表面。率，一直是感應(yīng)加熱領(lǐng)域研究的重點(diǎn)與難點(diǎn)。電子管去實(shí)現(xiàn)，而電子管不僅體積龐大、使用壽命短,而且轉(zhuǎn)換效率低。況下,在工作過程中需要操作工人適時調(diào)整逆變角，這不但增加了操作的復(fù)雜性,效果也不很理想。其控制電路的設(shè)計是本課題的核心，皆在保證此高頻逆變電源。在滿足條件下，安全可靠地工作。次，從而使以晶閘管應(yīng)用為代表的低頻電力電子技術(shù)發(fā)展到高頻電力電子技術(shù)，成為舉世矚目的一種節(jié)能省材的高技術(shù)。到90年代電力電子器件發(fā)展的主要標(biāo)準(zhǔn)則是。GTR器件已模塊化，在中小容量裝置中得到推廣，但其驅(qū)動。體管IGBT便是在GTR和MOSFET之間取其長，避其短而出現(xiàn)的新器件。逆變電源是由電力電子器件、變流電路和驅(qū)動保護(hù)電路三部分組成。的三相整流器，通過交流側(cè)電感與二極管并聯(lián)電容諧振使得輸入電流近似正弦，

　　

【正文】 用于過流保護(hù)。 （ 5）控制輸入 A、 B、 C 供制造過程試驗(yàn)用，工作時必須接到低電平。但 A還有一個用處，即剛通電時， A 置高電平初始化整個 IC 片，被用作復(fù)位信號 。 表 61 HEF4752管腳功能 引腳 功能 引腳 功能 1 B 相換流開關(guān)信號 15 測試電路用信號 2 B 相主開關(guān)信號 2 16 測試電路用信號 3 B 相主開關(guān)信號 1 17 電壓時鐘 4 最高開關(guān)頻率基準(zhǔn)時鐘 18 電 流采樣脈沖 5 電機(jī)換相控制信號 19 Y 相換流開關(guān)信號 2 6 推遲輸出時鐘 20 Y 相換流開關(guān)信號 1 7 選 擇互鎖推遲間隔 21 Y 相主 開關(guān)信號 2 8 R 相主開關(guān)信號 1 22 Y 相主 開關(guān)信號 1 9 R 相主開關(guān)信號 2 23 R 相同步信號 10 R 相換流開關(guān)信號 1 24 停止 /啟動系 統(tǒng) 11 R 相換流開關(guān)信號 2 25 選擇晶 體管 /晶 閘管模式 12 頻率時鐘 26 平均電壓 13 復(fù)位輸入控制 27 B 相換流開關(guān)信號 2 14 接地端 28 工作電壓 圖 62為 HEF4752 內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖，它由 FCT 計數(shù)器、 VCT 計數(shù)器、 RCT 計數(shù)器、譯碼器 、 三個輸出口以及供測試用的試驗(yàn)電路組成。 FCT 為頻率控制時鐘輸入端 ，用以控制 SPWM 波的基波頻率。變頻器輸出頻率 f 與 FCT 的輸入頻率 fFCT的關(guān)系為 : fFCT=3360f VCT 是決定調(diào)整深度的控制輸入端，用以控制變頻器輸出的 SPWM 基波電壓有效值 U。它的輸入脈沖頻率決定變頻器的輸出電壓大小。當(dāng)輸入 fVCT一定時，變頻器的輸出電壓 U與輸出頻率 f的關(guān)系如圖 63 所示呈線性。輸入 fVCT的大小由 公 式： fVCT=6720fM 確定， fM為 100%調(diào)制時輸出頻率 。 23 圖 62 HEF4752內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖 圖 63 不同 fVCT時 U與 f的關(guān)系曲線 RCT 為最高開關(guān)頻率 基準(zhǔn)時鐘輸入端，用以限定變頻器開關(guān)器件的高開關(guān)頻率 frmax。其關(guān)系為： FRCT=280frmax。 OCT 為延遲時鐘輸入端，它與輸入端 K的電平相配合控制每一相上、下橋臂兩個功率開關(guān)器件開通的延遲時間（即死區(qū)時間 td），當(dāng)根據(jù)所用開關(guān)器件確定死區(qū)時間以后，延遲時鐘頻率 fOCT與 td以及 K 端電平的關(guān)系如下： 24 Foct=8/td (k=0) Foct=16/td (k=1) 用 HEF4752 來生成 SPWM 波可使控制系統(tǒng)比較簡單，圖 64所示 主要介紹了以大規(guī)模集成電路 HEF4752為核心的控制電路 ,它主要應(yīng)用鎖 相環(huán) CD4O46為大規(guī)模集成電路 HEF4752 提供時鐘信號，進(jìn)而由 HEF4752 產(chǎn)生三相基波頻率、幅值和死區(qū)時間可調(diào)的 SPWM 波形 .該波形經(jīng)過光電隔離放大，去驅(qū)動三相逆變器，使之輸出正弦波形，從而實(shí)現(xiàn)調(diào)頻的目的 。 從 CD4O46 輸出的時鐘信號供給 HEF4752，繼而產(chǎn)生三相六路相位差 120 度的 SPWM 波形。 圖 64 由 HEF4752 控制 電路 本系統(tǒng)中主要介紹了以大規(guī)模集成電路 HEF4752 為核心的控制電路 ,它主要應(yīng)用鎖相環(huán) CD4O46 為大規(guī)模集成電路 HEF4752 提供時鐘信號，進(jìn)而由 HEF4752產(chǎn)生三相 基波頻率、幅值和死區(qū)時間可調(diào)的 SPWM 波形 .該波形經(jīng)過光電隔離放大，去驅(qū)動三相逆變器，使之輸出正弦波形，從而實(shí)現(xiàn)調(diào)頻的目的 . 在該控制電路中，推遲時鐘 (OCT)和參考時鐘 (RCT)、頻率控制時鐘 (FCT)和電壓控制 時鐘（ VCT） 分別由三個 CD4O46 產(chǎn)生， CD4O46 需要在供電電壓 +12V 時，振蕩頻率才能達(dá)到 500KHz。從 CD4O46 輸出的時鐘信號供給 HEF4752，繼而產(chǎn)生三相六路相位差 120 的 SPWM。 HEF4752 輸出的調(diào)制頻率范圍比較窄，為 1∽ 200Hz，開關(guān)頻率較低，一般不超過 2KHz，兩路六 相 SPWM 波輸出電路，即可用于強(qiáng)迫換流的三相晶閘管逆變器， 25 也可用于全控型開關(guān)器件構(gòu)成的逆變器， HEF4752 產(chǎn)生的 SPWM 波信號，輸出電壓隨輸出頻率成線性變化，其波形是一個等脈寬的矩形脈沖從兩側(cè)邊緣各被一個可變的角度調(diào)制而成，即為雙緣調(diào)制。 6.. 鎖相環(huán) CD4O46 簡介 CD4046 作為鎖相環(huán)器件被廣泛應(yīng)用于頻率跟蹤、倍頻和頻率合成方面 ，它內(nèi)部包括相位比較器、低通濾波器和壓控振蕩器電路 。 DC4O46 的壓控振蕩器的工作頻率范圍很寬，其最大工作頻率可達(dá) 1MHZ。壓控振蕩器的輸出頻率由管腳 9的電壓值和 管腳 6 與管腳 7 間的電容值以及管腳 11 對地電阻來決定。振蕩頻率與管腳 9 的輸入電壓成良好的線性關(guān)系。 表 62所示管腳功能圖。 62 CD4046管腳功能圖 引腳號 名稱功能 14 相位比較器輸入信號，輸入允許將 ，輸出至相位比較器。 3 相位比較器輸入端（比較信號輸入） 通常 PD來自 VCO的參考信號。 2 PDⅠ輸出端 相位比較器 1輸出的相位差信號，它采用異或門結(jié)構(gòu)，即鑒相特性為 。 13 PDⅡ輸出端 相位比較器Ⅱ的輸出端，它采用，上升沿控制邏輯。 1 輸出端（相位脈沖輸出） 相位比較器 2輸出的相位差信號，為上升沿控制邏輯。環(huán)路人鎖時為高電平，環(huán)路失鎖時為低電平 9 壓控振蕩器的控制端。 4 壓控振蕩器輸出端 5 VCO 禁止端， 1有效 控制信號輸入，高電平時禁止，低電平時允許壓控振蕩器工作。 11 VCO 外接電阻 R1 12 VCO 外接電阻 R2 6， 7 并接振蕩電容 C1，以控制 VCO 的振蕩頻率。 10 解調(diào)信號輸出端 15 內(nèi)部獨(dú)立的齊納穩(wěn)壓二極管負(fù)極。 其它 SPWM 波形發(fā)生集成芯片的簡介 SLE4520 是德國 Siemens 公司生產(chǎn)的一種大規(guī)模、全數(shù)字化 CMOS 集成電路，原理上正弦輸出頻率為 0∽ 260Hz，開關(guān)頻率高達(dá) ，其產(chǎn)生的基本原理是利用同步觸發(fā)三個可預(yù)置的八位減法計數(shù)器，預(yù)置數(shù)對應(yīng)脈沖寬度， SLE4520 調(diào)制方式為單緣調(diào)制，輸出 SPWM 波，無論如何選擇采樣點(diǎn)的個數(shù)位置和如何配置 26 采樣點(diǎn)的位置，均難以做到半個周期內(nèi)前后對稱，諧波含量較大，但低頻時影響不大。 SLE4520 必須借助于單片機(jī)才能輸出 SPWM 波，且因軟件編制的靈活性，幾乎可以實(shí)現(xiàn)任何形狀的曲線調(diào)劑和任意相位關(guān)系，在硬件電路上不需配置EPROM/PROM，比較適合高度變頻。 SA4828 是一種專門用于三相 SPWM 信號發(fā)生和控制的集成芯片。它既可以單獨(dú)使用，也可以與大多數(shù)型號的單片機(jī)接口。該芯片是全數(shù)字控制的且兼容各種系列的單片機(jī)，其輸出調(diào)制波頻率范圍 0～ 40kHz，載波頻率最高可達(dá) 24kHz，并有 l6 位調(diào)速分辨率。芯片內(nèi)部 ROM 固化三種調(diào)制波波形供用戶選擇：用戶也可單獨(dú)調(diào)整各相輸出以適應(yīng)不平衡負(fù)載；芯片本身具有看門狗定時器 [3]。 SA4828采用 28 腳封裝。通過其輸入引腳 SET TRIP，用戶可以快速關(guān)斷全部 SPWM 信號輸出。 RPHB、 YPHB、 BPHB 這三個引腳通過驅(qū)動電路控制逆變橋的 A、 B、 C 相的下橋臂開關(guān)管；而 RPHT、 YPHT、 BPHT 則通過驅(qū)動電路控制逆變橋 A、 B、 C 相的上橋臂開關(guān)管。它們都是標(biāo)準(zhǔn)的 TTL 輸出，每一個輸出都有 12mA 的驅(qū)動能力，可直接驅(qū)動 6 個快速型 IGBT 專用驅(qū)動模塊。 TRIP：該引腳輸出一個鎖存狀態(tài)，當(dāng) SET TRIP 有效時， TRIP 為低電平，表示輸出已被封鎖。它有 12mA 的驅(qū)動能力，可直接驅(qū)動一個 LED 指示燈； ZPPR：該引腳輸出調(diào)制波頻率； WSS：該引腳輸出采樣波形。 SPWM 變頻調(diào)速專用芯片很多，根據(jù)開發(fā)或研制變頻調(diào)速的 要求與需要參考選用。 結(jié)束語 本文在對 IGBT 器件的驅(qū)動要求進(jìn)行深入分析之后，設(shè)計出了簡單的驅(qū)動電路，能夠正常驅(qū)動逆變電路工作。在研究了 ExB841 驅(qū)動原理的基礎(chǔ)上，基于它給出了基本應(yīng)用電路，再結(jié)合這些問題設(shè)計了實(shí)用性較強(qiáng)的優(yōu)化驅(qū)動電路。比較全面的介紹了驅(qū)動電路的保護(hù)，主要有過流、過壓、過熱保護(hù)等 。 SPWM 發(fā)生電路的分析研究也是本文的重點(diǎn)，介紹了一些常用集成芯片的應(yīng)用。最后在各部分的合理設(shè)計下，本論文完成其設(shè)計任務(wù)。 致謝 在論文的選題、方案的確定、系統(tǒng)設(shè)計過程中，自始自終得到了導(dǎo)師田老師的悉心指導(dǎo)，并且給 我提供了一些有用的資料，在論文的大方向方面田老師也給了我指導(dǎo)，使論文工作得以順利完成。導(dǎo)師嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度和認(rèn)真的工作作風(fēng)，使本人受益匪淺。在此，對田老師表示衷心的感謝和崇高的敬意。在此也要感謝學(xué)校圖書館為我們畢業(yè)生提供了許多方便，同時也要感謝幫助過我的其他老師和同學(xué)，這都是我能順利完成論文的保障。 27 參考文獻(xiàn) [1]王兆安 .電力電子技術(shù) .北京 :電子工業(yè)出版社 ,1995:54112 [2]張乃國 .電源技術(shù) .北京 :機(jī)械工業(yè)出版社 ,1998:2133 [3]何希才 .新型開關(guān)電源及其應(yīng)用 .北京 :人民郵電出版社 ,1996:1215 [4]莫正康 .電力電子應(yīng)用技術(shù) .北京 :機(jī)械工業(yè)出版社 ,2020:3356 [5]黃石生 .逆變理論與弧焊逆變器 .北京 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