【正文】 用封裝于它內(nèi)部的高速邏輯處理器來保護(hù)晶體管。在晶體管導(dǎo)通過程中， 13 該處理器 監(jiān)控晶體管的集射結(jié)飽和降壓和晶體管的集電極電流，同時也監(jiān)控本集成塊工作的正負(fù)電源電壓和芯片的工作溫度。該邏輯處理器的最大和最小時間可有用戶設(shè)定。此外，在電力晶體管導(dǎo)通過程中，若發(fā)生任一非正常情況， UAA4002 能存儲并保存任何故障信息直到結(jié)束導(dǎo)通為止，這樣就 免了任何可導(dǎo)致晶體管重新開通的可能。 5） UAA4002 的有些功能室可刪除的，用戶可根據(jù)實際情況需要取舍 UAA4002 的工作原理簡介及應(yīng)用接線圖 如圖 8所示 在 UAA4002的內(nèi)部集成有自身工作電源電壓 UCC檢測及 U檢測的兩個單元、一個輸入接口邏輯、一個邏輯處理器、一個輸出脈沖最大導(dǎo)通時間 ton(max)和一個輸出脈沖最小導(dǎo)通時間 ton(min)設(shè)置單元、兩個用來進(jìn)行過電流或欠飽和飽和保護(hù)的比較器、一個正向輸出脈沖放大 與一個負(fù)向輸出脈沖放大網(wǎng)絡(luò)。 圖 8 UAA4002 的內(nèi)部結(jié)構(gòu)及工作原理簡圖 用于實現(xiàn) 8A/400V 開關(guān)電源原理接線圖 如圖 9 所示 14 圖 9 UAA4002 應(yīng)用接線圖 橋式 PWM 降壓斬波電路 在圖 10 所示 中，晶體管 V V4 是同時導(dǎo)通同時關(guān)斷的， V V3 也是同時導(dǎo)通同時關(guān)斷的，但 V與 V V3與 V4 都不允許同時導(dǎo)通，否則電源 Ud 直通短路。設(shè) V V4先同時導(dǎo)通 T1 秒后同時關(guān)斷，間隔一定時間（為避免電源直通短路。該間隔時間稱為死區(qū)時間）之后， 再使 V V3 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 32b所示 a) b) 圖 10 橋式 PWM 降壓斬波器原理圖及輸出電壓波形圖 15 電容濾波三相橋式不可控整流電路 基本原理 該電路中，當(dāng)某一對二極管導(dǎo)通時，輸出直流電壓等于交流測電壓中最大的一個，該線電壓既向電容供電，也向負(fù)載供電。當(dāng)沒有二極管導(dǎo)通時，有電容向負(fù)載放電， Ud 按規(guī)律下降。 在 wt=0 時，二極管 VD6和 VD1開始同時導(dǎo)通，直流側(cè)電壓等于 Uab；下一次同時導(dǎo)通的一對管子是 VD1 和 VD2，直流側(cè)電壓等于 Uac。這兩段導(dǎo)通過程之間的交替有兩種情況，一種是在 VD1 和 VD2 同時導(dǎo)通之前 VD6 和 VD1 是關(guān)斷的，交流側(cè)向直流側(cè)的充放電電流 id是連續(xù)的。介于二者之間的臨界狀態(tài)是， VD6 和 VD1 同時導(dǎo)通的階段與 VD1 和 VD2 同時導(dǎo)通恰好銜接起來。 電路圖 16 轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)調(diào)節(jié)電路 電路原理 在雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)中設(shè)置了兩個調(diào)節(jié)器，轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的輸出當(dāng)作電流調(diào)節(jié)器的輸入，電流調(diào)節(jié)器的輸出控制晶閘管整流器的觸發(fā)裝置。 電流調(diào)節(jié)器在里面稱作內(nèi)環(huán)，轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器在外 面稱作外環(huán)，這樣就形成轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)。雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)原理圖 如圖 7所示。 檢測部分中，采用了霍爾片式電流檢測裝置對電流環(huán)進(jìn)行檢測，轉(zhuǎn)速則是采用了測速電機(jī)進(jìn)行檢測。 為了獲得良好的靜、動態(tài)性能，轉(zhuǎn)速和電流兩個調(diào)節(jié)器都采用 PI 調(diào)節(jié)器。 PI 調(diào)節(jié)器的輸出由兩部分組成，第一部分是比例部分，第二部分是積分部分。把比例運(yùn)算電路和積分電路組合起來就構(gòu)成了比例積分調(diào)節(jié)器，如圖 11 所示?？芍?UO=I1R1R0C11 ∫ Uidt I1=I0=Ui/R0 U0=R1Ui/R0 R0C1/1∫ Uidt 當(dāng)突加輸入信號 Ui 時，開始瞬間電容 C1相當(dāng)于短路，反饋回路中只有電阻 R1，此時相當(dāng)于比例調(diào)節(jié)器，它可以毫無延遲地起調(diào)節(jié)作用，故調(diào)節(jié)速度快；而后隨著電容 C1 被充電而開始積分， U0 線性增長，直到穩(wěn)態(tài)。 圖 11 PI 調(diào)節(jié)器電路 轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器是調(diào)速系統(tǒng)的主導(dǎo)調(diào)節(jié)器，它使轉(zhuǎn)速跟隨其給定電壓變化，穩(wěn)態(tài)時實現(xiàn)轉(zhuǎn)速無靜差，對負(fù)載變化起抗擾作用，其輸出限幅值決定電機(jī)允許的最大電流。 電流調(diào)節(jié)器使電流緊緊跟隨其給定電壓變化，對電網(wǎng)電壓的波動起及時抗擾作用，在轉(zhuǎn)速動態(tài)過程中能夠獲得電動機(jī)允許的最大電流 ，從而加快動態(tài)過程， 當(dāng)電機(jī)過載甚至堵轉(zhuǎn)時，限制電樞電流的最大值，起快速的自動保護(hù)作用。一旦故障消失，系統(tǒng)立即自動恢復(fù)正常。 17 圖 12 轉(zhuǎn)速、電流調(diào)節(jié)電路圖 ASR– 轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器 ACR– 電流調(diào)節(jié)器 GT– 觸發(fā)裝置 M – 直流電動機(jī) TG– 測速發(fā)電機(jī) AC霍爾電流傳感器 UPE電力電子變換器 Un*轉(zhuǎn)速給定電壓 Un轉(zhuǎn)速反饋電壓 Ui*電流給定電壓 Ui電流反饋電壓 圖中，來自速度給定電位器給定的信號 Un*與速度反饋信號 Un 比較后，偏差為 △ Un= Un*Un，送到速度調(diào)節(jié)器 ASR 的輸入端。速度調(diào)節(jié)器的輸出 Ui*作為電流調(diào)節(jié)器 ACR 的給定信號，與電流反饋信號 Ui 比較后，偏差為 △ Un= Ui*Ui，送到電流調(diào)節(jié)器 ACR 的輸入端，電流調(diào)節(jié)器的輸出 Uct 送到觸發(fā)器，以控制可控整流器，整流器為電動機(jī)提供直流電壓 Ud.。 轉(zhuǎn)速反饋環(huán)節(jié) 如圖 13 所示 利用直流測速發(fā)電機(jī) 測量電動機(jī)的轉(zhuǎn)速 n，并將其轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的電壓 Uf，與給定電位器的輸出電壓 Ug 進(jìn)行比較，得到的偏差信號△ U 經(jīng)放大裝置放大后控制電動機(jī)的工作電壓 Ud,而電壓 Uf 即代表了系統(tǒng)所要 求的轉(zhuǎn)速。 如果工作機(jī)械的負(fù)載增大，使電動機(jī)轉(zhuǎn)速下載，則則測速發(fā)電機(jī)輸出電壓 Uf 減小，與給定電壓 Ug 比較的偏差電壓（△ U=UgUf）增大，經(jīng)放大后的觸發(fā)控制電壓 Uk 增大，從而使可用硅整流裝置輸出電壓 Ud 增大，增大的 Ud 加在電動機(jī)電樞兩端，則電動機(jī)的轉(zhuǎn)速 n將提高，從而使電動機(jī)轉(zhuǎn)速補(bǔ)償。 18 圖 13 測速發(fā)電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)原理框圖 電流反饋環(huán)節(jié) 電流反饋環(huán)節(jié)使用霍爾電流傳感器 ACS758 芯片完成， ACS758 電流傳感器 IC 系列可為交流或直流電流感測提供經(jīng)濟(jì)實惠且精確的解決方案。典型應(yīng)用包括電動機(jī)控制、載荷檢測和管理、電源和直流至直流轉(zhuǎn)換器控制、逆變器控制和過電流故障檢測。該器件由一個精確、低偏移的線性霍爾傳感器電路組成，且其銅制的電流路徑靠近晶片。通過該銅制電流路徑施加的電流能夠生成可被集成霍爾 IC 感應(yīng)并轉(zhuǎn)化為成比例電壓的磁場。通過將磁性信號靠近霍爾傳感器，實現(xiàn)器件精確度優(yōu)化。精確的、成比例輸出電壓由穩(wěn)定斬波型低偏置 BiCMOS 霍爾 IC 提供，該 IC 出廠時已進(jìn)行精確度編程。 獨有的集成屏幕技術(shù)提供的對電流導(dǎo)體 dV/dt 信號和雜散電場的高耐受力，確保高端、高電壓應(yīng)用中的低輸出電壓紋波和低偏置漂移。當(dāng)通過用作電流感測通路之主要銅傳導(dǎo)通路（從端子 4 到端子 5）的電流不斷上升時，器件的輸出具有正斜率 (VCC/2) 。該傳導(dǎo)通路的內(nèi)電阻通常是 100 181。Ω，具有較低的功率損耗 。 ? 通過專利放大器和濾波器設(shè)計工藝實現(xiàn)行業(yè)領(lǐng)先的噪音性能 ? 集成屏蔽可大幅減少因 dV/dt 信號導(dǎo)致電流導(dǎo)體至晶片的電容耦合，并可防止高端、高電壓應(yīng)用中的偏置漂移。 ? 通過過溫增益和偏置修正實現(xiàn)總輸出誤差減少 ? 小型封裝尺寸， 安裝簡便 ? 高可靠性的單片霍爾 IC ? 超低功率損耗： 100 181。Ω 內(nèi)部傳導(dǎo)電阻 ? 絕緣設(shè)計可實現(xiàn)高電壓系統(tǒng)中經(jīng)濟(jì)實惠的高端電流感測 ? 至 V, 單電源操作 ? 120 kHz 典型帶寬 19 ? 3 181。s 輸出上升時間，對應(yīng)步進(jìn)輸入電流 ? 輸出電壓與交流或直流電流成比例 ? 出廠時精確度校準(zhǔn) ? 極穩(wěn)定的輸出偏置電壓 2使用 ACS758 芯片完成對于直流電動機(jī)的電流反饋環(huán)節(jié)，使其形成直流電動機(jī)的電流反饋，使其能達(dá)到更好的控制速度的精度。其中 1腳和 3腳中間接入一個電 容， 2 腳和3腳串聯(lián)電感電容接入電流反饋環(huán)節(jié)的輸入端 ，將反饋回來的電流信號經(jīng)轉(zhuǎn)化輸入進(jìn)行比較計算繼而輸入到給定信號端進(jìn)行調(diào)節(jié)， 完成直流電動機(jī)的調(diào)速。 圖 14 霍爾電流傳感器 4 相關(guān)數(shù)據(jù)計算 整流二極管的反向擊穿電壓 URM 應(yīng)滿足 : URM 2 U2 其額定工作電流應(yīng)滿足： IfImax IP+ 4 IP 5 VIOUT 3 VCC 1 GND 2 U1 ACS758LCB150 C7 1nF C8 1nF L1 20 對于 +15v 到 15v 直流電源，二極管的耐壓值： URM 2 x15v= IfImax C 選擇 C=Ict/△Uf 式中：△ Uf穩(wěn)壓器輸入端紋波電壓的峰值 t電容 C 放電時間