【正文】 壓因輸入電壓的升高或負(fù)載的變化而升高時，誤差放大器的輸出將減小，這將導(dǎo)致 PWM比 較器輸出為正的時間變長， PWM 瑣存器輸出高電平的時間也變長，因此輸出晶體管的導(dǎo)通時間將最終變短，從而使輸出電壓回落到額定值，實現(xiàn)了穩(wěn)態(tài)。只有軟啟動電容充電至其上的電壓使引腳 8 處于高電平時， SG3525 才開始工作。上電過程中，由于電容兩端的電壓不能突變，因此與軟啟動電容接入端相連的 PWM 比較器反向輸入端處于低電平， PWM 比較器輸出高電平。由于 SG3525 內(nèi)部集成了軟啟動電路，因此只需要一個外接定時電容。 SG3525 還增加了同步功能，可以工作在主從模式，也可以與外部系統(tǒng)時鐘信號同步，為設(shè)計提供了極大的靈活性?？梢苑謮汉笞鳛檎`差放大器的參考電壓。如果該腳電壓低于門限電壓(Turnoff: 8V)，該芯片內(nèi)部電路鎖定，停止工作‘基準(zhǔn)源及必要電路除外 )使之消耗的電流降至很小 (約 2mA).另外，該腳電壓最大不能超過 GROUND 端。電壓范圍是 1. 8V3. 4V. 15 腳 :+VIN(芯片電源端 ):直流電源從 15 腳引入分為兩路 :一路作為內(nèi)部邏輯和模擬電路的工作電壓 。 13 腳 :VC(推挽輸出電路電壓輸入端 ):作為推挽輸出級的電壓源，提高輸出級輸出功率。 12 腳 :GROUND(接地端 ):該芯片上的所有電壓都是相對于 GROUND而言，即是功率地也是信號地。在重迭處有一個電流尖脈沖，起持續(xù)時間約為 l00ns。在電路異常時，只要腳 10 電壓大于0. 7V，三極管導(dǎo)通，反相端的電壓將低于鋸齒波的谷底電壓 ()， 29 使得輸出 PWM 信號關(guān)閉，起到保護(hù)作用 . 11 腳 :OUTPUT A,14 腳 : OUTPUT B(脈沖輸出端 ):輸出末級采用推挽輸出電路，驅(qū)動場效應(yīng)功率管時關(guān)斷速度更快 .11 腳和 14 腳相位相差1800，拉電流和灌電流峰值達(dá) 200mA。過流檢測信號維持時間長時，軟起動端 8 接的電容 C:將被放電。 9 腳 :COMPENSATION(補(bǔ)償端 ):在誤差放大器輸出端 9 腳與誤差放大器反相輸入端 1 腳間接電阻與電容，構(gòu)成 PI 調(diào)節(jié)器，補(bǔ)償系統(tǒng)的幅頻、相頻響應(yīng)特性。放電電阻 RD 和CT 越大放電時間越長，反之則放電時間短。把充電和放電回路分開，有利與通過死區(qū)電阻來調(diào)節(jié)死區(qū)時間，使死區(qū)時間調(diào)節(jié)范圍更寬。其取值范圍為 2K 歐到 150K歐 Rr 和 Cr 越大充電時間越長，反之則充電時間短。 6 腳 :Rr(震蕩電阻端 ):震蕩電阻一端接至 6 腳，另一端直接接至地端。其取值范圍為 ,u F 到 0. 1 u F。 28 4 腳輸出頻率為輸出脈沖 頻率的 2 倍。但幾個芯片的工作頻率不能相差太大，同步脈沖頻率應(yīng)比震蕩頻率低一些。 4 腳 :OSC. OUTPUT(同步輸出端 ):同步脈沖輸出。需要多個芯片同步工作時，每個芯片有各自的震蕩頻率，可以分別他們的 4 腳和 3 腳相連，這時所有芯片的工作頻率以最快的芯片工作頻率同步。 2 腳 :NI. INPUT (同相輸入端 ):此端通常接到基準(zhǔn)電壓 16 腳的分壓電阻上，取得 2. 5V 的基準(zhǔn)比較電壓與 INV. INPUT 端的取樣電壓相比較。此端通常接到與電源輸出電壓相連接的電阻分壓器上?；鶞?zhǔn)電壓為 V士 1%，工作電壓范圍很寬，為 8V 到 35V. SG3525 引腳各端子功能 SG3525 采用 16 端雙列直插 DIP 封裝，各端子功能介紹如下 : 1 腳 :INV. INPUT(反相輸入端 ):誤差放大器的反相輸入端，該誤差放大器的增益標(biāo)稱值為 80db，其大小由反饋或輸出負(fù)載來決定，輸出負(fù)載可以是純電阻，也可以是電阻性元件和電容元件的組合。可直接驅(qū)動功率 MOS 管，工作頻率高達(dá) 400KHz，具有欠壓鎖定、過壓保護(hù)和軟啟動振蕩器外部同步、死區(qū)時間可調(diào)、 PWM 瑣存、禁止多脈沖、逐個脈沖關(guān)斷等功能。它適用于各開關(guān)電源、斬 波器的控制。 圖 SG3525 芯片的內(nèi)部結(jié)構(gòu) 它采用恒頻脈寬調(diào)制控制方案，其內(nèi)部包含有精密基準(zhǔn)源、鋸齒波振蕩器、誤差放大器、比較器、分頻器和保護(hù)電路等。其控制電路如圖 . 圖 PWM 控制電路 SG3525 芯片的主要特點 SG3525 是一種性能優(yōu)良、功能齊全和通用性強(qiáng)的單片集成PWM 控制芯片，它簡單可靠及使用方便靈活，輸出驅(qū)動為推拉輸出形式，增加了 驅(qū)動能力 ；內(nèi)部含有欠壓鎖定電路、軟啟動控制電路、 PWM 鎖存器 ，有過流保護(hù)功能，頻率可調(diào)，同時能限 26 制最大占空比 。 第四 章 PWM 控制直流調(diào)速系統(tǒng)控制電路設(shè)計 PWM 信號發(fā)生器 PWM 信號發(fā)生器以集成可調(diào)脈寬調(diào)制器 SG3525 為核心構(gòu)成，他把產(chǎn)生的電壓信號送給兩個 IGBT。查閱資料可得鐵心材料的飽和磁密 B T? ， 飽和磁場強(qiáng)度 21900SH A m? ，剩磁磁密 B T? 設(shè)計計算步驟為： （ 1）確定變壓器的 二次側(cè)的強(qiáng)電壓 20U 120 50 105UUVK? ? ? （ 51） 確 定 變 壓 器 的 二 次 側(cè) 的 強(qiáng) 電 壓 20U 120 5 15UUVK? ? ? （ 52） （ 2）確定空載勵磁電流 0I 02(0 . 2 ~ 0 . 3 ) (0 . 2 ~ 0 . 3 )0 . 6 5 0 . 0 2 4 ~ 0 . 0 3 6I I K A A? ? ? （ 53） 25 式中， 2I 為 一 般 取 晶 閘 管 最 大 觸 發(fā) 電 流 的 兩 倍32 2 2 3 0 0 1 0 0 . 6GTI I A?? ? ? ? ?。 如圖可以得出 TP 脈沖變壓器的一次側(cè)電壓 U1 強(qiáng)觸發(fā)電壓 50V 弱觸發(fā)電壓 15V。依次類推，可以確定六個器件相應(yīng)觸發(fā)單元電路的雙脈沖環(huán)節(jié)間的相互接線。所以當(dāng) VT2觸發(fā)單元的 V4由截止變導(dǎo)通時，本身輸出一個脈沖，同時使 VT1器件觸發(fā)單元 V6的管截止，給 VT1器件補(bǔ)送一個脈沖。其中 VD4和 R17 的作用，主要是防止雙窄脈沖信號相互干擾。所以只要用適當(dāng)?shù)男盘杹砜刂频?V5或V6截止（前后間隔 60176。如圖 中兩個晶閘管構(gòu)成一個“或”門。因此主變壓器接成 D， yn11 及同步變壓器也接成 D， yn11 情況下，集成觸發(fā)電路的同步電壓 uSa、 uSb、uSc 分別與同步變壓器的 uSA、 uSB、 uSC 相接 RP1～ RP3 為鋸齒波斜率電位器， RP4～ RP6 為同步相位 脈沖變壓器的設(shè)計 本方案的雙脈 沖電路是采用性能價格比優(yōu)越的、每個觸發(fā)單元的一個周期內(nèi)輸出兩個相隔 60176。 2) 采用 KJ004 元件組裝的六脈沖觸 發(fā)電路，二極管 VD1～ VD12 組成六個或門形成六路脈沖，并由三極管 V1～ V6 進(jìn)行脈沖功率放大。說明： 1) KJ004 中穩(wěn)壓管 VS6～ VS9 可提高 V V V1 V13 的門限電壓，從而提高了電路的抗干擾能力。同時， V7 正脈沖又通過二極管 VD7，經(jīng)V9～ V11 放大后輸出脈沖。脈沖分選通過同步電壓的正負(fù)半周進(jìn)行。在同步電壓一個周期內(nèi)， V7 集電極輸出兩個相位差為 180176。這樣，在 V7集電極就得到固定寬度的移相脈沖，其寬度由充電時間常數(shù) R25 和C2 決定。當(dāng) V6 由截止轉(zhuǎn)為導(dǎo)通時， C2 所充電壓通過 V6 成為 V7 基極反向偏壓，使 V7 截止。 V7 等組成了脈沖形成環(huán)節(jié)。當(dāng) ube6+時， V6 導(dǎo)通。V6 及外接元件組成移相環(huán)節(jié)。當(dāng) V4 截止時，電流經(jīng) (+15V－ R6－ C1－ R22－ RP1－ (－ 15V))對 C1 充電，形成線性增長的鋸齒波，鋸齒波的斜率取決于流過 R2 22 RP1 的充電電流和電容 C1 的大小。電容 C1 接在 V5 的基極和集電極之間，組成電容負(fù)反饋的 鋸齒波發(fā)生器。 V4 基本上處于截止?fàn)顟B(tài)。在uS 的正半周， V1 導(dǎo)通，電流途徑為 (+15V－ R3－ VD1－ V1－地 )；在uS 負(fù)半周， V V3 導(dǎo)通，電流途徑為 (+15V－ R3－ VD2－ V3－ R5－ R21―(― 15V))。 (1~ 3腳為 6路 單脈沖輸入)(15 ~10 腳為6 路雙脈沖輸出)至VT 1至VT 2至VT 3至VT 4至VT 5至VT 6 圖 三相全控橋整流電路的集成觸發(fā)電路 21 圖 KJ004 的電路原理圖 KJ004 的工作原理 如圖 KJ004 的電路原理圖所示，點劃框內(nèi)為 KJ004 的集 成電路部分，它與分立元件的同步信號為鋸齒波的觸發(fā)電路相似。然后由分屬三相的此種電路組成脈沖形成單元輸出 6 路脈沖，再經(jīng)補(bǔ)脈沖形成及分配單元形成補(bǔ)脈沖并按順序輸出 6 路脈沖。根據(jù)單相同步信號的上升沿和下降沿，形成兩個同步點，分別發(fā)出兩個相位互差 180176。 對于三相全控整流或調(diào)壓電路，要求順序輸出的觸發(fā)脈沖依次間隔 60176。 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 7 M a y 20 0 8 S he e t o f F i l e : F : \ p r ot e l 99 \ y l l \ M y D e s i g n 1. d db D r a w n B y:R2R4R3R1TMVD1 VD2VD3V1V2E1E2 圖 觸發(fā)電路 晶閘管觸發(fā)電路類型很多，有分立式、集成式和數(shù)字式，分立式相控同步模擬電路相對來說電路比較復(fù)雜；數(shù)字式觸發(fā)器可以在單片機(jī)上來實現(xiàn)，需要通過編程來實現(xiàn)，本設(shè)計不采用。 VD1和 R3是為了 V V2由導(dǎo)通變?yōu)橹苯貢r脈沖變壓器 TM 釋放其儲存的能量而設(shè)的。它由 V V2構(gòu)成的脈沖放大環(huán)節(jié)和脈沖變 壓器 TM 及附屬電路構(gòu)成的脈沖輸出環(huán)節(jié)兩部分組成。理想的觸發(fā)脈沖電流波形如圖。 （ 4）應(yīng)有良好的抗干擾性能、溫度穩(wěn)定性及與主電路的電氣隔離。 （ 2）觸發(fā)脈沖應(yīng)有足夠的幅度，對戶外 寒冷場合，脈沖電流的幅度應(yīng)增大為器件最大觸發(fā)電流 3～ 5 倍，脈沖前沿的陡度也需增加，一般需達(dá) 1～ 2A∕ us?；虿捎孟喔?60176。晶閘管觸發(fā)電路往往包括觸發(fā)時刻進(jìn)行控制相位控制電路、觸發(fā)脈沖的放大和輸出環(huán)節(jié)。 為了使元件免受在突發(fā)情況下超過其所承受的電壓電流的侵害，電路中加入了過電壓，過電流保護(hù)裝置。如圖 所示。為此，晶閘管必須嚴(yán)格俺編號輪流導(dǎo)通，其中晶閘管與按 A 相， 晶閘管與按 B相，晶閘管與按 C 相，晶閘管接成共陽極組和共陰極組。三相全控橋式整流電路可實現(xiàn)對共陰極組和共陽極組同時進(jìn)行控制，控制角都是在一個周期內(nèi) 6 個晶閘管都要被觸發(fā)一次，觸發(fā)順序依次為：654321 , VTVTVTVTVTVT。 圖 三相橋式不可控整流電路及波形 17 勵磁回路的選擇 本設(shè)計勵磁電路采用三相橋式晶閘管變流裝置供電，構(gòu)成勵磁電流閉環(huán)控制 。在一個交流電源周期 2n 期間，三相橋式不可控整流電路的輸出電壓波形由六個形狀相同的電壓波段組成，其輸出電壓最大值為線電壓的幅值，輸出的紋波較三相半波不可控整流時要小。由于電流總是從高電位流向低電位，負(fù)載 R2 和 VD4 流至 A 點，負(fù)載電壓UONUOAt/A。三相橋式不可控整流電路可以看為兩個三相半波不可控整流電路的組合，其中 VD VD VD5 為三個共陰極二極管的三相半波整流電路， 16 負(fù)載 R 兩端的電壓 ，三個共陽極的二極管 VD VD VD2的陰極分別接至交流電源 A、 B、 C。 綜上所述，具有制動作用的不可逆 PWM 變換器構(gòu)成的調(diào)速系統(tǒng)，電動機(jī)電樞回路中的電流始終是連續(xù)的；而且，由于電流可以反向，系統(tǒng)可以實現(xiàn)二象限運(yùn)行，有較好的靜、動態(tài)性能。 沿回路１經(jīng)VT1 流通。 衰減到零， VT1 在 錯誤 !未找到引用源。又沿回路 4 經(jīng) VD1 續(xù)流，到 錯誤 !未找到引用源。到了 錯誤 !未找到引用源。 為正，使 VT2 得以導(dǎo)通，反電動勢 E 經(jīng) VT2 沿回路 3 流過反向電流 錯誤 !未找到引用源。 時刻。 很快衰減到零，如在圖 22（ d）中的 錯誤 !未找到引用源。 這種電路構(gòu)成的調(diào)速系統(tǒng)還存在一種特殊情況，即在電動機(jī) 15 的輕載電動狀態(tài)中，負(fù)載電流很小，在 VT1 關(guān)斷后（即 錯誤 !未找到引用源。在整個制動狀態(tài)中，VT2 和 VD1 輪流導(dǎo)通， VT1 始終截止，此時電動機(jī)處于發(fā)電狀態(tài)，電壓和電流波型圖 32（ c）。 變負(fù)， VT2 截止， 錯誤 !未找到引用源。 （也就是 錯誤 !未找到引用源。 沿回路 3 通過 VT2 流通，產(chǎn)生能耗制動，一部分能量消耗在回路電阻上，一部分轉(zhuǎn)化為磁場能存儲在回路