【正文】 工作原理 SG3525 為頻率固定脈寬可調(diào)的集成PWM控制器，其內(nèi)部原理由基準(zhǔn)電壓Uref、振蕩器G 、誤差放大器比較器DC 、PWM鎖相器、分相器、欠電壓鎖定器、輸出極、軟啟動及關(guān)閉電路等組成 其中：①輸入電壓 Uccl 、 基準(zhǔn)電壓Uref與輸出電壓Uccl 可在 8 ～35V范圍變化．通?？捎?+ l5 V. Uref是一AE 個(gè)標(biāo)準(zhǔn)三端穩(wěn)壓器，有溫度補(bǔ)償，精度可達(dá) I5．1 +1％)V。Cr恒流充電，產(chǎn)生一鋸齒波電壓，鋸齒波的峰點(diǎn)電平為3. 3 V ， V ，鋸齒波的上升邊對應(yīng)Cr充電，充電時(shí)間 t1(參見圖3) 決定于RtCr ；鋸齒波下降邊對應(yīng)Cr放電，放電時(shí)間t2決定于RdCr。振蕩器G 對應(yīng)于鋸齒波下降進(jìn)輸出一時(shí)鐘信號(CP 脈沖)，其寬度為t2．故調(diào)節(jié)Rd 即可調(diào)節(jié)CP 脈沖寬度，由后面的敘述可知，這個(gè)CP 脈寬決定了兩輸出口I、II輸出脈沖之問最小的時(shí)間間隔，即死區(qū)td．所以調(diào)節(jié)Rd就可調(diào)節(jié)死區(qū)td，Ro越大，死區(qū)越大。同相輸入端接基準(zhǔn)電壓或其分壓值，反饋電壓信號接反相輸入端。所以分相器的輸出是一個(gè)方波信號，其頻率為鋸齒波頻率的 1／2。端輸入分相器輸出的Q (或Q ) 信號，C端輸入CP 脈沖信號，A 端輸入欠電壓鎖定信號。P和 P′分別驅(qū)動輸出級上、下個(gè)晶體管。 設(shè)計(jì)IGBT工作頻率為10 kHZ左右，開關(guān)頻率高，濾波電感、電容值可以減小，甚至可不用。Cr上形成鋸齒波電壓 u +的頻率為10 kHZ，此鋸齒波電壓u +加于PWM比較器DC的同相輸入端。設(shè)這時(shí)AE的輸出電壓為 U_ ，它加于比較器DC的反相輸入端在 U _、 U+、的共同作用下，比較器DC和PWM鎖存器輸出PWM信號，加于“或非” 或j門的輸入端 D。分相器輸出的q 、Q 脈沖分別加于兩組輸出級“或非”(“或”)門的輸入端口?，F(xiàn)在，I口(11腳)、II口(14 腳)并聯(lián)使用。 SG3524與SG3525的功能特點(diǎn)及軟起動功能的比較 對PWM控制芯片SG3524與SG3525的工作性能作了介紹和比較，通過實(shí)驗(yàn)得出了SG3525在軟起動功能上較SG3524有很大的改進(jìn)。在開關(guān)電源的設(shè)計(jì)過程中，常常使用各種PWM的IC。 SG3525在SG3524的基礎(chǔ)上，主要作了以下改進(jìn)。 1）增設(shè)欠壓鎖定電路 比較器的反相端即軟起動控制端腳8可外接軟起動電容。 3）比較器有兩個(gè)反相輸入端這樣，便避免了彼此相互影響，有利于誤差放大器和補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)工作精度的提高。 4）增加PWM鎖存器使關(guān)閉作用更可靠這樣，當(dāng)關(guān)閉電路動作，即使過電流信號立即消失，鎖存器也可維持一個(gè)周期的關(guān)閉控制，直到下一個(gè)周期時(shí)鐘信號使鎖存器復(fù)位為止。SG3524中的振蕩器只有CT及RT兩引腳，充電和放電回路是相同的。RT阻值決定對CT充電的內(nèi)部恒流值，CT的放電則由腳5及腳7之間外接的電阻值RD決定。在SG3525中增加了同步引腳3專為外同步用，為多個(gè)SG3525的聯(lián)用提供了方便。電路結(jié)構(gòu)改為確保其輸出電平處于高電平，或低電平狀態(tài)。 SG3525增加的工作性能在實(shí)際應(yīng)用中具有重要意義。. LM1413的結(jié)構(gòu) LM1413的內(nèi)部接線圖 LM1413的作用LM1413是一種復(fù)合晶體管（達(dá)林頓電路）陣列驅(qū)動器，增加和耗散功率大，可靠性高。給定電壓封鎖去脈沖變壓器圖 SG3525和LM1413外圍電路接線圖第4章 轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器和電流調(diào)節(jié)器的設(shè)計(jì) PID調(diào)節(jié)器的基本原理 在模擬控制系統(tǒng)中，控制器最常用的控制規(guī)律是PID控制。 PID控制原理框圖 PID控制器是一種線性控制器，它根據(jù)給定值r(t)與實(shí)際輸出值c(t)構(gòu)成控制偏差將偏差的比例(P)，積分(I)和微分(D)通過線性組合構(gòu)成控制量，對被控對象進(jìn)行控制，故稱PID控制器。加大比例系數(shù)可以提高系統(tǒng)對偏差的分辨率，提高系統(tǒng)的調(diào)節(jié)精度。對一帶有滯后的系統(tǒng)，叮能產(chǎn)生振蕩，動態(tài)特性也差。積分環(huán)節(jié):提高系統(tǒng)的抗干擾能力，消除系統(tǒng)的靜態(tài)誤差，適用于有自平衡性的系統(tǒng)。但它有滯后現(xiàn)象，使系統(tǒng)的響應(yīng)速度變慢，超調(diào)量變大，并可能產(chǎn)生振蕩。通常在調(diào)節(jié)過程的初級階段，為防止由于某些外部因素以及非線性等影響造成的積分飽和，從而引起整個(gè)系統(tǒng)響應(yīng)過程中有較大的超調(diào)量，積分系數(shù)應(yīng)該取得小一些，在響應(yīng)過程的中期，為避免對動態(tài)穩(wěn)定性造成影響，積分作用應(yīng)該適中,在過渡過程后期，應(yīng)該取較大的積分系數(shù)以減小系統(tǒng)的靜差以提高調(diào)節(jié)精度，消除系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差。它是根據(jù)偏差的變化速度來調(diào)節(jié)的，所以它的輸出快，有時(shí)盡管偏差很小，只要它的變化速度很快，微分調(diào)節(jié)就有一個(gè)較大的輸出。同時(shí)加快系統(tǒng)的響應(yīng)速度，減小調(diào)整時(shí)間，從而改善了系統(tǒng)的動態(tài)性能,缺點(diǎn)是抗干擾能力差。 本系統(tǒng)采用雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)，正/反轉(zhuǎn)共用一個(gè)速度調(diào)節(jié)器。 速度調(diào)節(jié)器（ASR）由速度比較器FD1，速度調(diào)節(jié)器FD2構(gòu)成。當(dāng)速度給定信號接近為零時(shí)，由于FD1從電位器W2獲得正向偏移，所以FD1輸出大于+8V電壓，該電壓通過二極管Z1加到FD2，使FD2迅速輸出負(fù)向飽和，使下一級的電樞電流調(diào)節(jié)器（LT1）獲得一個(gè)推β到最小的信號，這時(shí)整個(gè)系統(tǒng)處于停機(jī)狀態(tài)，由于整流二極管Z1的阻擋作用，便不再有正向偏壓加到FD2，于是使FD2迅速退出負(fù)向飽和，并開始按速度偏差信號進(jìn)行P、I調(diào)節(jié)。FD2調(diào)節(jié)器的比例系數(shù)由：Kp =決定，其中α為FD2輸出端的分壓電位器的分壓系數(shù)。FD2的負(fù)向限幅采用二極管反饋限幅，限幅值固定為2V，F(xiàn)D2的正向限幅采用三極管反饋限幅，可以調(diào)節(jié)電位器W3來改變正向限幅值，正向限幅值可以由下述決定：Uc =式中：W3—電位器W3的電阻值； R23—電阻R23的電阻值； UT—電源電壓； UD—二極管的順向壓降； Ube—三極管BG的基射電壓近似式為：UC=考慮速度調(diào)節(jié)器能用于自動弱磁系統(tǒng)，為了實(shí)現(xiàn)自動弱磁升速時(shí)限制電動機(jī)的最大電流，速度調(diào)節(jié)器具有速度自動限幅電路，當(dāng)直流電動機(jī)的轉(zhuǎn)速因弱磁超過額定轉(zhuǎn)速時(shí)，使速度調(diào)節(jié)器的限幅自動下降，可以根據(jù)直流電動機(jī)的要求在最高速限幅值下降到額定轉(zhuǎn)速的限幅的7080%。下面簡要介紹一下電流調(diào)節(jié)器的工作原理。由于電流給定值最大為8V，系統(tǒng)就會被堵轉(zhuǎn)。 Ti—調(diào)節(jié)器強(qiáng)制積分時(shí)間常數(shù)，Ti=C3R11 . TD—調(diào)節(jié)器反饋回路微分時(shí)間常數(shù)，TD=C2（R2+R3） Β—微分反饋分壓系數(shù)。Z61～Z66為2CP2322CK43C電流給定過流信號聯(lián)鎖輸入－V（ACR）（CSR） 本控制單元由電平變換及過流保護(hù)兩個(gè)環(huán)節(jié)組成。此外，本環(huán)節(jié)還可以調(diào)節(jié)U13min值（即?min）和u13max值（即βmin）第1 靜態(tài)特性（1） 輸入與輸出的關(guān)系從調(diào)節(jié)器來的控制信號由3端輸入，它與調(diào)節(jié)偏移的電位器W2所得的電壓uw2進(jìn)行疊加，在BG3的基極得到的電位為： UBG3b=(R16U3+R15UW2)/(R15+R16) =ku3+(1k)uw2式中：K=R16/(R15+R16)當(dāng)Uw3UBG3bUw4時(shí)，本環(huán)節(jié)工作在線性放大區(qū)（亦即所有三極管BG3，BG4，BG5都工作在線性放大區(qū)）如果忽略三極管，發(fā)射極與基極間的電壓降和二極管正向壓降，可得： U13=UBG5b=UBG3b =ku3+(1k)uw2本環(huán)節(jié)中，取R15=R16=20K, 所以：K=R16/(R15+R16)=1/2 U13=1/2u3+1/2uw2,因此?U13=1/2?u3,即本環(huán)節(jié)放大系數(shù)為1/2。uBG4c=uBG4e,同時(shí)由于BG3飽和導(dǎo)通，所以uBG3b=uBG4c=，亦即u13保持等于uBG4e值不變。min限位） 當(dāng)uBG3b=uBG4cuw4時(shí)，Z9導(dǎo)通，使uBG5b=uw4不變，因此即使UBG3b繼續(xù)上升，（即u3繼續(xù)上升）u13卻保持等于Uw4值不變。 Ic3=(+vuw3)/R18iBG4b這里iBG4b是一個(gè)變量，為了計(jì)算方便可取平均值IBG4bcp上式可寫成。 觸發(fā)電路 PWM波形發(fā)生器為了獲得PWM控制信號，控制電路采用了SG3525芯片，“PWM發(fā)生器”控制單元是PWM脈寬調(diào)速系統(tǒng)的核心，它由PWM芯片SG3525，及其相關(guān)的外圍電路組成。為了使SG3525輸出的PWM信號能通過脈沖變壓器的隔離傳至IGBT的GS級，采用一片LM1413芯片對兩路輸出PWM信號進(jìn)行了放大。15V電源供電，二次電流通過測量電阻R＝200歐姆形成電流反饋信號。15V電源，雙刀雙擲開關(guān)，隔離用二極管，降壓電阻及給定電位器組成。33