電力電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)范例-在線瀏覽
2024-09-10 00:34本頁面
【正文】 / L（Toff 為關(guān)斷時(shí)間）,匝數(shù)N應(yīng)進(jìn)行取整，當(dāng)匝數(shù)少電流大時(shí)，應(yīng)盡量避免取半匝的情況。OOEOOE圖 25 電流連續(xù)圖 26 電流斷續(xù)當(dāng)MOSFET處于導(dǎo)通時(shí)，得 設(shè)的初值為，解上式得 當(dāng)MOSFET處于關(guān)斷時(shí)，設(shè)電動(dòng)機(jī)電樞電流為，得 設(shè)的初值為，解上式得 當(dāng)電流連續(xù)時(shí)，從圖 26 的電流波形可看出，=時(shí)刻=，=時(shí)刻=，由此可得 故由上兩式求得： 把上面兩式用泰勒級數(shù)線性近似，得 該式表示了L為無窮大時(shí)電樞電流的平均值，即 當(dāng)電流斷續(xù)時(shí)的波形如圖26所示。另外，當(dāng)=時(shí)，=0，可求得持續(xù)的時(shí)間，即 當(dāng)時(shí)，電路為電流斷續(xù)工作狀態(tài)，是電流斷續(xù)的條件，即 根據(jù)上式可對電路的工作狀態(tài)做出判斷。TL494CN是一種固定頻率脈寬調(diào)制電路，它包含了開關(guān)電源控制所需的全部功能，廣泛應(yīng)用于單端正激雙管式、半橋式、全橋式開關(guān)電源。其主要特性如下：。其中2腳是誤差放大器I的同相和反相輸入端；3腳是相位校正和增益控制；4腳為死區(qū)時(shí)間比較器，具有120mV的輸入補(bǔ)償電壓，它限制了最小輸出死區(qū)時(shí)間約等于鋸齒波周期的4%，當(dāng)輸出端接地，最大輸出占空比為96%，而輸出端接參考電平時(shí)，占空比為48%。6腳分別用于外接振蕩電阻和振蕩電容，5腳可以產(chǎn)生鋸齒波，所產(chǎn)生的鋸齒波穩(wěn)定，線性度好；7腳為接地端；9腳和110腳分別為TL494內(nèi)部兩個(gè)末級輸出三極管集電極和發(fā)射極；12腳為電源供電端；13腳為輸出控制端，控制TL494的輸出方式，該腳接地時(shí)，兩路輸出晶體管同時(shí)導(dǎo)通或截止，形成單端工作狀態(tài)，可以用于提高輸出電流；接14腳時(shí)為推挽輸出方式，為5V基準(zhǔn)電壓輸出端，最大輸出電流10mA；116腳是誤差放大器II的反相和同相輸入端。功率輸出管Q1 和Q2 受控于或非門,當(dāng)13腳控制信號(hào)為高電平時(shí),調(diào)制脈沖交替輸出至兩個(gè)輸出晶體管Q1 和Q2 ,輸出頻率等于脈沖振蕩器的一半。 當(dāng)雙穩(wěn)觸發(fā)器的時(shí)鐘信號(hào)為低電平時(shí)才會(huì)被選通，即只有在鋸齒波電壓大于控制信號(hào)期間才會(huì)被選通?？刂菩盘?hào)由集成電路外部輸入，一路送至死區(qū)時(shí)間比較器，一路送往誤差放大器的輸入端。 特點(diǎn)是用柵極電壓來控制漏極電流，驅(qū)動(dòng)電路簡單，需要的驅(qū)動(dòng)功率小，開關(guān)速度快，工作頻率高， 熱穩(wěn)定性好。電力MOSFET的種類按導(dǎo)電溝道可分為P溝道和N溝道，圖16所示為N溝道結(jié)構(gòu)。P基區(qū)與N漂移區(qū)之間形成的PN結(jié)反偏，漏源極之間無電流流過。圖（29） 內(nèi)部結(jié)構(gòu)斷面示意圖 圖（210）電氣圖形符號(hào)MOSFET開關(guān)時(shí)間在10～100ns之間，工作頻率可達(dá)100kHz以上，是電力電子器件中最高的。但在開關(guān)過程中需對輸入電容充放電，仍需一定的驅(qū)動(dòng)功率?？傠娐吩O(shè)計(jì)圖圖（211）（1）過電壓保護(hù)過壓保護(hù)要根據(jù)電路中過壓產(chǎn)生的不同部位，加入不同的保護(hù)電路，當(dāng)達(dá)到—定電壓值時(shí)，自動(dòng)開通保護(hù)電路，使過壓通過保護(hù)電路形成通路，消耗過壓儲(chǔ)存的電磁能量，從而使過壓的能量不會(huì)加到主開關(guān)器件上，保護(hù)了電力電子器件。將電容并聯(lián)在回路中，當(dāng)電路中出現(xiàn)電壓尖峰電壓時(shí)，電容兩端電壓不能突變的特性，可以有效地抑制電路中的過壓。圖212 RC阻容過電壓保護(hù)電路圖（2）過電流保護(hù) 當(dāng)電力電子電路運(yùn)行不正?；蛘甙l(fā)生故障時(shí)，可能會(huì)發(fā)生過電流。由于電力電子器件的電流過載能力相對較差，必須對變換器進(jìn)行適當(dāng)?shù)倪^流保護(hù)。過電流保護(hù)電路如圖213所示，其中交流側(cè)接快速熔斷器能對晶閘管元件短路及直流側(cè)短路起保護(hù)作用。電子電路作為第一保護(hù)措施，快熔僅作為短路時(shí)的部分區(qū)段的保護(hù)，直流快速斷路器整定在電子電路動(dòng)作之后實(shí)現(xiàn)保護(hù)，過電流繼電器整定在過載時(shí)動(dòng)作。TL494停止工作，即可起到過壓保護(hù)作用。其中，表示升壓比，調(diào)節(jié)其大小，即可改變輸出電壓的大小，調(diào)節(jié)方法與改變占空比的方法類似。另外，等效串聯(lián)電阻上的壓降會(huì)產(chǎn)生輸出紋波電壓，要減小這些紋波電壓只能靠減少等效串聯(lián)電阻的值和動(dòng)態(tài)電流的值。截止頻率f的高低，LC的大小，都將影響輸出紋波電壓。從改善動(dòng)態(tài)特性看，可考慮小電感量、大電容值。在以上分析中，認(rèn)為T處于通態(tài)期間因電容的作用使得輸出電壓U0不變，但實(shí)際上C值不可能為無窮大，在此階段其向負(fù)載放電，輸出電壓必然會(huì)有所下降，故實(shí)際輸出電壓會(huì)略低，不過在電容足夠大時(shí)，誤差很小，基本可以忽略。即 （V） 負(fù)載不變?yōu)?00，頻率1KHz，占空比從5%到45%以等百分比遞增時(shí)，輸出電壓，與輸入電壓和電路參數(shù)之間的關(guān)系。即 由以上仿真圖形分析可得：1) 占空比α越大負(fù)載輸出電壓越大，調(diào)節(jié)時(shí)間越長2) 電容C值越大峰值時(shí)間越大，第一個(gè)峰值越大3) 電感L值越大峰值時(shí)間越大，調(diào)節(jié)時(shí)間越大在實(shí)際中可根據(jù)項(xiàng)目的大小、設(shè)計(jì)的實(shí)際要求及成本的大小選取適當(dāng)?shù)碾姼须娙葜?，以達(dá)到設(shè)計(jì)的要求。經(jīng)大量仿真結(jié)果比較分析可得，當(dāng)L =10e3H、C=10e3F是波形的快速性和直流穩(wěn)定性比較理想。雖然理想的電感電容值為無窮大，但這在現(xiàn)實(shí)設(shè)計(jì)中是不可能實(shí)現(xiàn)的。所以在設(shè)計(jì)時(shí)要綜合考慮多方面的因
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