電機(jī)電力電子及電氣傳動(dòng)教學(xué)實(shí)驗(yàn)臺(tái)介紹

1、.電力電子技術(shù)PAGE ：.；PAGE 34 MCL系列電機(jī)電力電子及電氣傳動(dòng)教學(xué)實(shí)驗(yàn)臺(tái)引見一 概 述1特點(diǎn)：1采用組件式構(gòu)造，可根據(jù)不同內(nèi)容進(jìn)展組合，故構(gòu)造緊湊，運(yùn)用方便靈敏，并且可隨著功能的擴(kuò)展只需添加組件即可，能在一套安裝上完成，等課程的主要實(shí)驗(yàn)。2安裝規(guī)劃合理，外形美觀，面板表示圖明確，直觀，學(xué)生可經(jīng)過面板的表示查尋缺點(diǎn)，分析任務(wù)原理。電機(jī)采用導(dǎo)軌式安裝，改換機(jī)組簡捷，方便，所采用的電機(jī)經(jīng)過特殊設(shè)計(jì)，其參數(shù)特性能模擬3KW左右的通用實(shí)驗(yàn)機(jī)組，能給學(xué)生正確的感性認(rèn)識(shí)。除實(shí)驗(yàn)控制屏外，還設(shè)置有實(shí)驗(yàn)用臺(tái)，內(nèi)可放置機(jī)組，實(shí)驗(yàn)組件等，并有可活動(dòng)的抽屜，內(nèi)可放置導(dǎo)線，工具等，使實(shí)驗(yàn)更方便。3實(shí)驗(yàn)線

2、路典型，配合教學(xué)內(nèi)容，滿足教學(xué)大綱要求?？刂齐娐啡坎捎媚M和數(shù)字集成芯片，可靠性高，維修，檢測方便。觸發(fā)電路采用數(shù)字集成電路雙窄脈沖。4安裝具有較完善的過流、過壓、RC吸收、熔斷器等維護(hù)功能，提高了設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)可靠性和抗干擾才干。5面板上有多只發(fā)光 = 2 * DBNUM3 二極管指示每一個(gè)脈沖的有無和熔斷器的通斷。觸發(fā)脈沖可外加，也可采用內(nèi)部的脈沖觸發(fā)可控硅，并可模擬整流缺相和逆變顛覆等缺點(diǎn)景象。2技術(shù)參數(shù)1輸入電源： 380V 10% 50HZ1HZ2任務(wù)條件：環(huán)境溫度：-5 400C 相對(duì)濕度：75% 海 拔：1000m3安裝容量：1KVA4電機(jī)容量：200W5外形尺寸：長1600mm

3、X寬700mm長1300mm X寬700mm3能開設(shè)的實(shí)驗(yàn)電力電子技術(shù)半控型器件：1單結(jié)晶體管同步移相觸發(fā)電路及單相半波可控整流電路2正弦波同步移相觸發(fā)電路及單相半波可控整流電路3鋸齒波同步移相觸發(fā)電路4單相橋式半控整流電路5單相橋式全控整流電路6單相橋式有源逆變電路7三相半波可控整流電路8三相半波有源逆變電路9三相橋式半控整流電路10三相橋式全控整流電路11三相橋式有源逆變電路12直流斬波電路13單相并相逆變電路14單相交流調(diào)壓電路15三相交流調(diào)壓電路電力電子技術(shù)全控型器件特性部分1功率場效應(yīng)晶體管(MOSFET)的主要參數(shù)丈量2功率場效應(yīng)晶體管(MOSFET)的驅(qū)動(dòng)電路研討3絕緣柵雙極型晶

4、體管(IGBT)特性及其驅(qū)動(dòng)電路的研討4電力晶體管GTR驅(qū)動(dòng)電路的研討5電力晶體管GTR的特性研討電力電子技術(shù)全控型器件典型線路部分1直流斬波電路升壓斬波、降壓斬波的性能研討2單相交直交變頻電路的性能研討3半橋型開關(guān)穩(wěn)壓電源的性能研討4電流控制型脈寬調(diào)制開關(guān)穩(wěn)壓電源研討5直流斬波電路Buck-Boost變換器的研討6采用自關(guān)斷器件的單相交流調(diào)壓實(shí)驗(yàn)7單相正弦波SPWM逆變電路實(shí)驗(yàn)8全橋DC/DC變換電路實(shí)驗(yàn)9整流電路的有源功率因數(shù)校正實(shí)驗(yàn)10軟開關(guān)實(shí)驗(yàn)直流調(diào)速實(shí)驗(yàn)1晶閘管直流調(diào)速系統(tǒng)參數(shù)和環(huán)節(jié)特性的測定 2晶閘管直流調(diào)速主要單元調(diào)試3不可逆單閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)靜特性的研討4雙閉環(huán)晶閘管不可逆直流

5、調(diào)速系統(tǒng) 5邏輯無環(huán)流可逆直流調(diào)速系統(tǒng) 6雙閉環(huán)控制的直流脈寬調(diào)速系統(tǒng)(PWM) 交流調(diào)速實(shí)驗(yàn)1雙閉環(huán)三相異步電機(jī)調(diào)壓調(diào)速系統(tǒng) 2雙閉環(huán)三相異步電機(jī)串級(jí)調(diào)速系統(tǒng) 3微機(jī)控制的脈寬調(diào)制SPWM變頻調(diào)速系統(tǒng)IPM4空間矢量控制的變頻調(diào)速系統(tǒng)5采用DSP的磁場定向變頻調(diào)速系統(tǒng)與直接轉(zhuǎn)矩變頻調(diào)速系統(tǒng)6采用DSP控制的直流方波無刷電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)4. 組件配置：41實(shí)驗(yàn)機(jī)組：1直流電動(dòng)機(jī)：PN=185W，UN=220V，IN=1.1A，n=1500r/min2繞線式異步電機(jī)：PN=100W，UN=220V，IN=0.55A，n=0r/min3直流復(fù)勵(lì)發(fā)電機(jī)M01：PN=100W，UN200V，IN0.5A，

6、n1500/min4三相籠型異步電動(dòng)機(jī)M04：PN=100W，UN220V，IN0.48A，n1400/min5直流方波無刷電機(jī)M15：PN=40W，UN36V，IN1.3A，n1500/min42實(shí)驗(yàn)掛箱：1MCL-05 單結(jié)晶體管，正弦波，鋸齒波觸發(fā)電路2MCL-06 單相并聯(lián)逆變器，斬波器3MCL-07 IGBT、VDMOS、GTR電力電子器件實(shí)驗(yàn)箱MCL-03 速度變換器，轉(zhuǎn)速調(diào)理器，電流調(diào)理器4MCL-08 直流斬波電路Buck-Boost和電流控制型脈寬調(diào)制開關(guān)穩(wěn)壓電源實(shí)驗(yàn)箱MCL-04 反號(hào)器，轉(zhuǎn)矩極性鑒別器，零電流檢測器,邏輯控制器.5MCL-09 微機(jī)控制的SPWM變頻調(diào)速及

7、空間矢量控制變頻調(diào)速實(shí)驗(yàn)箱6MCL-10A 全橋DC/DC變換、直流脈寬調(diào)速系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)箱7MCL-11 單相交流調(diào)壓實(shí)驗(yàn)、單相正弦波SPWM逆變電路實(shí)驗(yàn)8MCL-13A 采用DSP控制的變頻調(diào)速實(shí)驗(yàn)箱9MCL-14A 采用DSP控制的直流方波無刷電機(jī)調(diào)速實(shí)驗(yàn)箱10MCL-15 整流電路的有源功率因數(shù)校正實(shí)驗(yàn)箱11MCL-16 直流斬波電路升壓斬波、降壓斬波、單相交直交變頻電路的性能研討、半橋型開關(guān)穩(wěn)壓電源的性能研討 12MCL-17 軟開關(guān)13MCL-18 速度變換器，轉(zhuǎn)速調(diào)理器，電流調(diào)理器，電流互感器，電壓互感器,過流維護(hù)，給定，電流反響14MCL-20 給定，觸發(fā)電路，組晶閘管，平波電抗器，

8、RC阻容吸收,二極管三相整流橋15MCL-22 現(xiàn)代電力電子電路和直流脈寬調(diào)速系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)16MCL-33 觸發(fā)電路，組晶閘管，組晶閘管，平波電抗器，RC阻容吸收,二極管三相整流橋17MEL-11 電容箱18MEL-02 三相芯式變壓器19MCL-34掛箱：反號(hào)器(AR)，轉(zhuǎn)矩極性鑒別器(DPT)，零電流檢測器(DPZ)，邏輯控制器(DLC)43 選配掛箱：1MEL03掛箱：可調(diào)電阻器2電機(jī)導(dǎo)軌及測速發(fā)電機(jī) 直流發(fā)電機(jī)M01：PN=100W，UN=200V3電機(jī)導(dǎo)軌及測功機(jī)、測速發(fā)電機(jī) MEL13組件。二 MCL系統(tǒng)掛箱引見和運(yùn)用闡明 = 1 * DBNUM3 一MCL18掛箱MCL31MCL18

9、由G給定，零速封鎖器DZS，速度變換器FBS，轉(zhuǎn)速調(diào)理器ASR，電流調(diào)理器ACR，過流過壓維護(hù)等部份組成。 = 1 * Arabic 1. G給定：原理圖如圖1-1。它的作用是得到以下幾個(gè)階躍的給定信號(hào)：10V突跳到正電壓，正電壓突跳到0V；20V突跳到負(fù)電壓，負(fù)電壓突跳到0V；3正電壓突跳到負(fù)電壓，負(fù)電壓突跳到正電壓。正負(fù)電壓可分別由RP1、RP2兩多圈電位器調(diào)理大小調(diào)理范圍為013V左右。數(shù)值由面板右邊的數(shù)顯窗讀出。只需依次扳動(dòng)S1、S2的不同位置即能到達(dá)上述要求。1假設(shè)S1放在“正給定位，扳動(dòng)S2由“零位到“給定位即能獲得0V突跳到正電壓的信號(hào)，再由“給定位扳到“零位能獲得正電壓到0V的

10、突跳；2假設(shè)S1放在“負(fù)給定位，扳動(dòng)S2，能得到0V到負(fù)電壓及負(fù)電壓到0V的突跳；3S2放在“給定位，扳動(dòng)S1，能得到正電壓到負(fù)電壓及負(fù)電壓到正電壓的突跳。運(yùn)用本卷須知：給定輸出有電壓時(shí)，不能長時(shí)間短路，特別是輸出電壓較高時(shí)，否那么容易燒壞限流電阻。2FBC+FA+FT電流變送器與過流過壓維護(hù)：此單元有三種功能：一是檢測電流反響信號(hào)，二是發(fā)出過流信號(hào)，三是發(fā)出過壓信號(hào)。電路圖為1-2。1電流變送器電流變送器適用于可控硅直流調(diào)速安裝中，與電流互感器配合，檢測可控硅變流器交流進(jìn)線電流，以獲得與變流器電流成正比的直流電壓信號(hào)，零電流信號(hào)和過電流邏輯信號(hào)等。電流互感器的輸出接至輸入TA1，TA2，TA

11、3，反映電流大小的信號(hào)經(jīng)三相橋式整流電路整流后加至9R1、9R2、VD7及RP1、9R3、9R20組成的各支路上，其中：a9R2與VD7并聯(lián)后再與9R1串聯(lián)，在其中點(diǎn)取零電流檢測信號(hào)。b將RP1的可動(dòng)觸點(diǎn)輸出作為電流反響信號(hào)，反響強(qiáng)度由RP1進(jìn)展調(diào)理。c將可動(dòng)觸點(diǎn)RP2與過流維護(hù)電路相聯(lián)，輸出過流信號(hào)，可調(diào)理過流動(dòng)作電流的大小。2過流維護(hù)FA當(dāng)主電路電流超越某一數(shù)值后(2A左右)，由9R3，9R20上獲得的過流信號(hào)電壓超越運(yùn)算放大器的反向輸入端，使D觸發(fā)器的輸出為高電平，使晶體三極管V由截止變?yōu)閷?dǎo)通，結(jié)果使繼電器K的線圈得電，繼電器K由釋放變?yōu)槲某ｉ]觸點(diǎn)接在主回路接觸器的線圈回路中，使

12、接觸器釋放，斷開主電路。并使發(fā)光二極管亮，作為過流信號(hào)指示，通知操作者曾經(jīng)過流跳閘。SA為解除記憶的復(fù)位按鈕，當(dāng)過流動(dòng)作后，如過流缺點(diǎn)曾經(jīng)排除，那么須按下以解除記憶，恢復(fù)正常任務(wù)。圖1-2 電流變送器與過流維護(hù)原理圖3零速封鎖器DZS零速封鎖器的作用是當(dāng)調(diào)速系統(tǒng)處于靜車形狀，即速度給定電壓為零，同時(shí)轉(zhuǎn)速也確為零時(shí)，封鎖調(diào)理系統(tǒng)中的一切調(diào)理器，以防止靜車時(shí)各放大器零漂引起可控硅整流電路有輸出使電機(jī)爬行的不正常景象。原理電路如圖13所示。圖13 零速封鎖器它的總輸入輸出關(guān)系是：1當(dāng)1端和2端的輸入電壓的絕對(duì)值都小于0.07 V左右時(shí)，那么3端的輸出電壓應(yīng)為0V；2當(dāng)1端和2端的輸入電壓絕對(duì)值或者其

13、中之一或者二者都大于0.2V時(shí)，其3端的輸出電壓應(yīng)為15V；3當(dāng)3端的輸出電壓已為15V，后因1端和2端的電壓絕對(duì)值都小于0.07V，使3端電壓由15V變?yōu)?V時(shí)，需求有100毫秒的延時(shí)。3端為OV時(shí)輸入到各調(diào)理器反響網(wǎng)絡(luò)中的場效應(yīng)管，使其導(dǎo)通，調(diào)理器反響網(wǎng)絡(luò)短路而被封鎖，3端為15V時(shí)輸入到上述場效應(yīng)管使其夾斷，而解除封鎖。詳細(xì)原理如下：它是由兩個(gè)山形電平檢測器和開關(guān)延時(shí)電路組成。1DZS前半部分別由線性集成電路A1：A和A1：B組成二個(gè)山形電平檢測器，山形電平極測器的輸入輸出特性如圖14所示，輸入電壓是指1或2端送入的電壓S3放在封鎖位，輸出電壓是指在4或5上得到的電壓。調(diào)整參數(shù)到輸出電壓

14、突跳的幾個(gè)輸入電壓為：Ua=0.2V Ub=0.07V Uc=+0.07V Ud=+0.2V輸出正向電壓無限幅，約為+12V，輸出負(fù)向電壓用二極管VD9和VD10箝位到0.7V。2DZS的后關(guān)部為開關(guān)延時(shí)電路a當(dāng)1和2端電壓絕對(duì)值均小于0.07V，那么4和5得到的電壓都為+15V，高電平為“1態(tài)，輸入單與門4011，其輸出10腳也為“1態(tài)，二極管VD11截止，這樣單與非門的輸入為“1態(tài)，輸出3腳為“0態(tài)，VD12導(dǎo)通，使穩(wěn)壓管VST不能擊穿，所以三極管VT1截止，從而3端輸出為0V。b當(dāng)1和2端電壓絕對(duì)值或其中之一或二者都大于0.2V時(shí)，那么在4和5上或者4為0.7V，或者5為0.7V，或者4

15、、5均為0.7V，低電平為“0態(tài)，三種情況輸入D：C，其輸出都為“0態(tài)，VD11導(dǎo)通，接0V，D:A輸入為“0態(tài)，其輸出為“1態(tài)，使VD12截止，穩(wěn)壓管VST在30V的電壓作用下而擊穿，VT1飽和導(dǎo)通，可使3端輸出為15V。c當(dāng)已在b的情況，3端子輸出為15V，此時(shí)D:C的輸出為0V，D:A上輸入電壓接近0V。假設(shè)要回到a的情部，那么D：C的輸出先由“0態(tài)變成“1態(tài)，VD11截止，D:A上輸入上電壓應(yīng)為+15V，但電容C5二端電壓不能突變，+15V電源經(jīng)過R27對(duì)C5充電，C5電壓逐漸上升，上升到一定數(shù)值后D：A的輸出由“1態(tài)變?yōu)椤?態(tài)，從而使3端輸出為0V，所以3端由15V變?yōu)?V有一延時(shí)時(shí)

16、間，其延時(shí)長短取決于R27C5的充電回路時(shí)間常數(shù)。d鈕子開關(guān)S3有二個(gè)位置，放在“封鎖位，用在調(diào)速系統(tǒng)正常任務(wù)的情況，即為上述分析情況，放在“解除位，A1：A組成的山形電平檢測器輸入總是+15V，3端子電位總是15V，使各調(diào)理器解除封鎖，以便單獨(dú)調(diào)試調(diào)理器用。4電源輸入輸出端：面板下部的L1、L2、L3三接線柱表示三相電源的輸入，U、V、W表示電源輸出端。在進(jìn)展實(shí)驗(yàn)時(shí)，調(diào)壓器的輸出端接到L1、L2、L3，U、V、W接到可控硅或電機(jī)，在L1、U，L2、V，L3、W間接有電流互感器，L1、L2間接有電壓互感器，當(dāng)電流過大或電壓過高時(shí)，過流維護(hù)和過壓維護(hù)動(dòng)作。運(yùn)用本卷須知：接到可控硅的電壓必需從U、

17、V、W引出，否那么過流維護(hù)和過壓維護(hù)不起作用。5FBS速度變換器速度變換器FBS用于轉(zhuǎn)速反響的調(diào)速系統(tǒng)中，將直流測速發(fā)電機(jī)的輸出電壓變換成適用于控制單元并與轉(zhuǎn)速成正比的直流電壓，作為速度反響。其原理圖如圖15所示。運(yùn)用時(shí)，將測速發(fā)電機(jī)的輸出端接至速度變換器的輸入端1和2。分兩路輸出。1一路經(jīng)電位器RP2至轉(zhuǎn)速表，轉(zhuǎn)速表(02000n/s)已裝在電機(jī)導(dǎo)軌上。2另一路經(jīng)電阻及電位器RP，由電位器RP中心抽頭輸出，作為轉(zhuǎn)速反響信號(hào)，反響強(qiáng)度由電位器RP的中心抽頭進(jìn)展調(diào)理，由電位器RP輸出的信號(hào)，同時(shí)作為零速封鎖反映轉(zhuǎn)速的電平信號(hào)。元件RP裝在面板上。 6ASR速度調(diào)理器速度調(diào)理器ASR的功能是對(duì)給定

18、和反響兩個(gè)輸入量進(jìn)展加法，減法，比例，積分和微分等運(yùn)算，使其輸出按某一規(guī)律變化。它由運(yùn)算放大器，輸入與反響網(wǎng)絡(luò)及二極管限幅環(huán)節(jié)組成。其原理圖如圖1-6所示。 轉(zhuǎn)速調(diào)理器ASR也可當(dāng)作電壓調(diào)理器AVR來運(yùn)用。速度調(diào)理器采用電路運(yùn)算放大器，它具有兩個(gè)輸入端，同相輸入端和倒相輸入端，其輸出電壓與兩個(gè)輸入端電壓之差成正比。電路運(yùn)算放大器具有開環(huán)放大倍數(shù)大，零點(diǎn)漂移小，線性度好，輸入電流極小，輸出阻抗小等優(yōu)點(diǎn)，可以構(gòu)成理想的調(diào)理器。圖1-7中，由二極管VD4，VD5和電位器RP2，RP3組成正負(fù)限幅可調(diào)的限幅電路。由C2，R9組成反響微分校正網(wǎng)絡(luò)，有助于抑制振蕩，減少超調(diào)，R15，C1組成速度環(huán)串聯(lián)校正

19、網(wǎng)絡(luò)。場效應(yīng)管V5為零速封鎖電路，當(dāng)4端為0V時(shí)VD5導(dǎo)通，將調(diào)理器反響網(wǎng)絡(luò)短接而封鎖，4端為-13V時(shí)，VD5夾斷，調(diào)理器投入任務(wù)。RP1為放大系數(shù)調(diào)理電位器。元件RP1，RP2，RP3均安裝在面板上。電容C1兩端在面板上裝有接線柱，電容C2兩端也裝有接線柱，可根據(jù)需求外接電容。7ACR電流調(diào)理器電流調(diào)理器適用于可控制傳動(dòng)系統(tǒng)中，對(duì)其輸入信號(hào)給定量和反響量時(shí)進(jìn)展加法、減法、比例、積分、微分，延時(shí)等運(yùn)算或者同時(shí)兼做上述幾種運(yùn)算。以使其輸出量按某種予定規(guī)律變化。它是由下述幾部分組成：運(yùn)算放大器，兩極管限幅，互補(bǔ)輸出的電流放大級(jí)、輸入阻抗網(wǎng)絡(luò)、反響阻抗網(wǎng)絡(luò)等。電流調(diào)理器與速度調(diào)理器相比，添加了4個(gè)

20、輸入端，其中2端接過流推信號(hào)，電流變換器的過流信號(hào)U，當(dāng)該點(diǎn)電位高于某值時(shí)，VST1擊穿，正信號(hào)輸入，ACR輸出負(fù)電壓使觸發(fā)電路脈沖后移。UZ、UF端接邏輯控制器的相應(yīng)輸出端，當(dāng)這二端為高電平常，三極管V1、V2導(dǎo)通將Ugt和Ugi信號(hào)對(duì)地短接，用于邏輯無環(huán)流可逆系統(tǒng)。晶體管V3和V4構(gòu)成互補(bǔ)輸出的電流放大級(jí)，當(dāng)V3、V4基極電位為正時(shí)，V4管PNP型晶體管截止，V3管和負(fù)截構(gòu)成射極跟隨器。如V3，V4基極電位為負(fù)時(shí)，V3管NPN型晶體管截止，V4管和負(fù)截構(gòu)成射極跟隨器。接在運(yùn)算放大器輸入端前面的阻抗為輸入阻抗網(wǎng)絡(luò)。改動(dòng)輸入和反響阻抗網(wǎng)絡(luò)參數(shù)，就能得到各種運(yùn)算特性。元件RP1、RP2、RP3裝

21、在面板上，C1、C2的數(shù)值可根據(jù)需求，由外接電容來改動(dòng)。 = 2 * DBNUM3 二MCL-33掛箱：MCL33由脈沖控制及移相，雙脈沖察看孔，一組可控硅，二組可控硅及二極管，RC吸收回路，平波電抗器L組成。本實(shí)驗(yàn)臺(tái)提供相位差為60O，經(jīng)過調(diào)制的“雙窄脈沖調(diào)制頻率大約為310KHz，觸發(fā)脈沖分別由兩路功放進(jìn)展放大，分別由Ublr和Ublf進(jìn)展控制。當(dāng)Ublf接地時(shí)，第一組脈沖放大電路進(jìn)展放大。當(dāng)Ublr接地時(shí)，第二組脈沖放大電路進(jìn)展任務(wù)。脈沖移相由Uct端的輸入電壓進(jìn)展控制，當(dāng)Uct端輸入正信號(hào)時(shí)，脈沖前移，Uct端輸入負(fù)信號(hào)時(shí)，脈沖后移，移相范圍為1001600。偏移電壓調(diào)理電位器RP調(diào)理

22、脈沖的初始相位，不同的實(shí)驗(yàn)初始相位要求不一樣。雙脈沖察看孔輸出相位差為60o的雙脈沖，同步電壓察看孔，輸出相電壓為30V左右的同步電壓，用雙蹤示波器分別察看同步電壓和雙脈沖，可比較雙脈沖的相位。運(yùn)用本卷須知：單雙脈沖及同步電壓察看孔在面板上俱為小孔，僅能接示波器，不能輸入任何信號(hào)。1. 脈沖控制。面板上部的 = 6 * DBNUM3 六檔直鍵開關(guān)控制接到可控硅的脈沖，1、2、3、4、5、6分別控制可控硅VT1、VT2、VT3、VT4、VT5、VT6的觸發(fā)脈沖，當(dāng)直鍵開關(guān)按下時(shí)，脈沖斷開，彈出時(shí)脈沖接通。2. 一橋可控硅由六只5A800V組成。3. 二橋可控硅由六只5A800V構(gòu)成，另有六只5A

23、800V二極管。4. RC吸收回路可消除整流引起的振蕩。當(dāng)做調(diào)速實(shí)驗(yàn)時(shí)需接在整流橋輸出端。平波電抗器可作為電感性負(fù)載電感運(yùn)用，電感分別為50mH、100mH、200mH、700mH, 在1A范圍內(nèi)根本堅(jiān)持線性。運(yùn)用本卷須知：外加觸發(fā)脈沖時(shí)，必需切斷內(nèi)部觸發(fā)脈沖。 三MCL34掛箱MCL34為邏輯無環(huán)流可逆直流調(diào)速公用掛箱。由AR(反號(hào)器)、DPT轉(zhuǎn)矩器性鑒別器、DPZ零電流檢測器、DLC(邏輯控制器構(gòu)成。1AR反號(hào)器反號(hào)器AR由運(yùn)算放大器及有關(guān)電阻組成，如圖1-8所示。用于調(diào)速系統(tǒng)中信號(hào)需求倒相的場所。反號(hào)器的輸入信號(hào)由運(yùn)算放大器的反相端接入，故輸出電壓為 USC=-RP+R3/R1調(diào)理RP的

24、可動(dòng)觸點(diǎn)，可改動(dòng)RP的數(shù)值，使RP+R3=R1，那么USC=-USR，輸入與輸出成倒相關(guān)系。元件RP裝在面板上。 2DPT轉(zhuǎn)矩極性鑒別器轉(zhuǎn)矩極性鑒別器為一電平檢測器，用于檢測控制系統(tǒng)中轉(zhuǎn)矩極性的變化；它是一個(gè)模數(shù)轉(zhuǎn)換器，可將控制系統(tǒng)中延續(xù)變化的電平轉(zhuǎn)換成邏輯運(yùn)算所需的0、1形狀信號(hào)。其原理圖如圖19a所示。轉(zhuǎn)矩極性鑒別器的輸入輸出特性如圖19b所示，具有繼電特性。調(diào)理同相輸入端電位器可以改動(dòng)繼電特性相對(duì)于零點(diǎn)的位置。特性的回環(huán)寬度為Uk=Usr2-Usr1=K1(Uscm2-Uscm1)式中K1為正反響系數(shù)，K1越大，那么正反響越強(qiáng)，回環(huán)寬度就越大，Usr2和Usr1分別為輸出由正翻轉(zhuǎn)到負(fù)及由

25、負(fù)翻轉(zhuǎn)到正所需的最小輸入電壓；Uscm2和Uscm1分別為正向和負(fù)向飽和輸出電壓。邏輯控制系統(tǒng)中的電平檢測環(huán)寬普通取0.20.6V，環(huán)寬大時(shí)能提高系統(tǒng)抗干擾才干，但環(huán)太寬時(shí)會(huì)使系統(tǒng)運(yùn)作愚鈍。3DPZ零電流檢測器零電流檢測器也是一個(gè)電平檢測器，其任務(wù)原理與轉(zhuǎn)矩極性鑒別器一樣，在控制系統(tǒng)中進(jìn)展零電流檢測，其原理圖和輸入輸出特性分別如圖1-10a和1-10b所示。4DLC邏輯控制器邏輯控制器適用于直流電動(dòng)機(jī)可控硅無環(huán)流反并聯(lián)供電的調(diào)壓調(diào)速系統(tǒng)中，它對(duì)轉(zhuǎn)矩極性指令和主回路零電流信號(hào)進(jìn)展邏輯運(yùn)算，切換加于正組橋或反組橋可控硅整流安裝上的觸發(fā)脈沖。邏輯電路除了功率輸出級(jí)外，全部采用CMOS集成化與非門電路

26、組成。對(duì)于與非門電路來說，只需當(dāng)輸入端全部為“1信號(hào)高電平時(shí)，其輸出才為零低電平；只需輸入端中任一個(gè)“0信號(hào)，其輸出便為“1信號(hào)。其原理圖如圖1-11所示。DLC主要由邏輯判別電路，延時(shí)電路，邏輯維護(hù)電路，推環(huán)節(jié)等組成。A邏輯判別環(huán)節(jié) 邏輯判別環(huán)節(jié)的義務(wù)是根據(jù)轉(zhuǎn)矩極性電平檢測器和零電流電平檢測器的輸出UM和UI形狀，正確地判別晶閘管的觸發(fā)脈沖能否需求進(jìn)展切換由UM能否變換形狀決議及切換條件能否具備由UI能否由“0態(tài)變“1態(tài)決議。即當(dāng)UM變換后，零電流檢測器檢測到主電路電流過零UI =“1時(shí)，邏輯判別電路立刻翻轉(zhuǎn)，同時(shí)應(yīng)保證在任何時(shí)辰邏輯判別電路的輸出UZ和UF形狀必需相反。B延時(shí)環(huán)節(jié) 要使正，

27、反兩組整流安裝平安，可靠地切換任務(wù)，必需在邏輯無環(huán)流系統(tǒng)中邏輯判別電路發(fā)出切換指令UZ或UF后。經(jīng)關(guān)斷等待時(shí)間t1(3ms)和觸發(fā)等待時(shí)間t2(10ms)之后才干執(zhí)行切換指令，故設(shè)置相應(yīng)的延時(shí)電路，電路中VD1、C1, VD2、C2起t1的延時(shí)作用，VD3、C3,、VD4、C4起t2的延時(shí)作用。C邏輯維護(hù)環(huán)節(jié) 邏輯維護(hù)環(huán)節(jié)也稱多一維護(hù)環(huán)節(jié)。當(dāng)邏輯電路發(fā)生缺點(diǎn)時(shí)，UZ、UF的輸出同時(shí)為1形狀，邏輯控制器兩個(gè)輸出端Ublr和Ublf全為0形狀，呵斥兩組整流安裝同時(shí)開放，引起短路環(huán)流事故。參與邏輯維護(hù)環(huán)節(jié)后，當(dāng)UZ、UF全為1形狀時(shí)，使邏輯維護(hù)環(huán)節(jié)輸出A點(diǎn)電位變?yōu)?，使Ublf和Ublr都為高電平，

28、兩組觸發(fā)脈沖同時(shí)封鎖，防止產(chǎn)生短路環(huán)流事故。D推環(huán)節(jié) 在正，反橋切換時(shí)，邏輯控制器中D2:10輸出1 形狀信號(hào)，將此信號(hào)送入ACR的輸入端作為脈沖后移推指令，從而可防止切換時(shí)電流的沖擊。E功率放大輸出環(huán)節(jié)。由于與非門輸出功率有限，為了能可靠推進(jìn)脈沖門或, 故加了由V1和V2_組成的功率放大級(jí),由邏輯信號(hào)ULK1或ULK2進(jìn)展控制,或?yàn)椤巴?，或“斷來控制觸發(fā)脈沖門或觸發(fā)脈沖門。四MCL05掛箱MCL-05掛箱為觸發(fā)電路公用掛箱，其中有單結(jié)晶體管，正弦波，鋸齒波同步移相觸發(fā)電路。面板左上方裝有同步變壓器原邊組的接線柱，下有“觸發(fā)選擇開關(guān)，可根據(jù)需求選擇“單結(jié)管，“正弦波，“鋸齒波等觸發(fā)電路。當(dāng)外加

29、同步電壓220V為時(shí)，經(jīng)過觸發(fā)電路選擇直鍵開關(guān)可選擇輸出至單結(jié)管觸發(fā)電路, 正弦波觸發(fā)電路，鋸齒波觸發(fā)電路的同步電壓分別為60V, 15, 7V1單結(jié)晶體管觸發(fā)電路 由單結(jié)晶體管V3，整流穩(wěn)壓環(huán)節(jié)，及由V1,V2等組成的等效可變電阻等組成，其原理圖如圖1-12所示。由同步變壓器副邊輸出60V的交流同步電壓，經(jīng)全波整流，再由穩(wěn)壓管VST1,VST2進(jìn)展削波，而得到梯形波電壓，其過零點(diǎn)與晶閘管陽極電壓的過零點(diǎn)一致，梯形波經(jīng)過R7,V2向電容C2充電，當(dāng)充電電壓到達(dá)單結(jié)晶體管的峰點(diǎn)電壓時(shí)，單結(jié)晶體管V3導(dǎo)通，從而經(jīng)過脈沖變壓器輸出脈沖。同時(shí)C3經(jīng)V3放電，由于時(shí)間常數(shù)很小，Uc2很快下降至單結(jié)晶體管

30、的谷點(diǎn)電壓,V3重新關(guān)斷，C2再次充電。每個(gè)梯形波周期，V3能夠?qū)?，關(guān)斷多次，但只需第一個(gè)輸出脈沖起作用。電容C2的充電時(shí)間常數(shù)由等效電阻等決議，調(diào)理RP3的滑動(dòng)觸點(diǎn)可改動(dòng)V1的基極電壓，使V1,V2都任務(wù)在放大區(qū)，即等效電阻可由RP1來調(diào)理，也就是說一個(gè)梯形波周期內(nèi)的第一個(gè)脈沖出現(xiàn)時(shí)候控制角可由RP1來調(diào)理。元件RP1裝有面板上，同步信號(hào)已在內(nèi)部接好。2正弦波同步觸發(fā)電路 正弦波同步觸發(fā)電路由同步移相和脈沖構(gòu)成放大等環(huán)節(jié)組成，其原理圖如圖1-13所示。同步信號(hào)由同步變壓器副邊提供。晶體管V1左邊部分為同步移相環(huán)節(jié)，在V1的基極上綜合了同步信號(hào)UT，偏移電壓Ub及控制電壓Uct，RP2可調(diào)理

31、Ub，調(diào)理Uct可改動(dòng)觸發(fā)電路的控制角。脈沖構(gòu)成放大環(huán)節(jié)是一集基耦單穩(wěn)態(tài)脈沖電路，V2的集電極耦合到V3的基極，V3的集電極經(jīng)過C4,RP3耦合到V2的基極。當(dāng)同步移相環(huán)節(jié)送出負(fù)脈沖時(shí)，使單穩(wěn)電路翻轉(zhuǎn)，從而輸出脈寬可調(diào)的觸發(fā)脈沖。調(diào)理元件均裝在面板上，同步變壓器副邊已在內(nèi)部接好.3鋸齒波同步移相觸發(fā)電路鋸齒波同步移相觸發(fā)電路由同步檢測，鋸齒波構(gòu)成，移相控制，脈沖構(gòu)成，脈沖放大等環(huán)節(jié)組成，其原理圖如圖1-14所示。由VD1,VD2,C1,R1等元件組成同步檢測環(huán)節(jié)，其作用是利用同步電壓來控制鋸齒波產(chǎn)生的時(shí)辰和寬度。由VST1,V1,R3等元件組成的恒流源電路及V2,V3,C2等組成鋸齒波構(gòu)成環(huán)節(jié)

32、。控制電壓Uct,偏移電壓Ub及鋸齒波電壓在V4基極綜合疊加，從而構(gòu)成移相控制環(huán)節(jié)。V5,V6構(gòu)成脈沖構(gòu)成放大環(huán)節(jié)，脈沖變壓器輸出觸發(fā)脈沖。元件RP裝在面板上 ，同步變壓器副邊已在內(nèi)部接好。五MCL06運(yùn)用闡明MCL06為單相并聯(lián)逆變和直流斬波器公用掛箱。1單相并聯(lián)逆變觸發(fā)電路以555集成時(shí)基電路為根底振蕩電路，經(jīng)過雙D觸發(fā)器二分頻得到相位差180O的觸發(fā)脈沖, 經(jīng)三極管V1,V2功率放大后交替觸發(fā)主電路的兩個(gè)晶閘管。振蕩頻率由電位器RP進(jìn)展調(diào)理，555的輸出3接至4013的CLK端，輸出為相位相差180O的脈沖。單相并聯(lián)逆變觸發(fā)電路原理圖見圖1-152斬波器主電路 圖116所示的是一脈寬可調(diào)

33、的逆阻型斬波器，晶閘管VT1為主晶閘管，VT2為輔助晶閘管，用來控制輸出電壓的脈寬，C和L1組成換流振蕩環(huán)節(jié)。3UPW脈寬調(diào)制器脈寬調(diào)制器UPW的第一級(jí)為由幅值比較電路和積分電路組成的一個(gè)頻率和幅值均可調(diào)的鋸齒波發(fā)生器。電位器RP2用來調(diào)理鋸齒波的幅值，電位器RP1用來調(diào)理鋸齒波的頻率。電路如圖1-17所示。由第二比較器產(chǎn)生的方波接至電路的輸入端，那么在方波的前沿和后沿分別產(chǎn)生兩個(gè)脈沖，如下圖，其后沿脈沖隨方波的寬度變化而挪動(dòng)，前沿脈沖相位那么堅(jiān)持不變。將此兩脈沖經(jīng)過功放級(jí)送至面板上的主晶閘管和輔助晶閘管，其中前沿脈沖送主晶閘管VT1，后沿脈沖送輔助晶閘管VT2。六MCL07掛箱MCL07掛箱

34、由GTR驅(qū)動(dòng)電路、MOSFET驅(qū)動(dòng)電路、IGBT驅(qū)動(dòng)電路、PWM發(fā)生器、主電路等部分組成。1GTR電路：內(nèi)含普通光耦、比較器、貝克箝位電路、GTR功率器件、串并聯(lián)緩沖電路、維護(hù)電路等?？蓪?duì)光耦的特性延遲時(shí)間、上升時(shí)間、下降時(shí)間，貝克電路對(duì)GTR通、關(guān)斷特性的影響，不同的串、并聯(lián)電路對(duì)GTR開關(guān)的影響以及維護(hù)電路的任務(wù)原理進(jìn)展研討和分析。2MOSFET電路：內(nèi)含高速光耦、比較器、推挽電路、MOSFET功率器件等?？蓪?duì)高速光耦、推挽驅(qū)動(dòng)電路、MOSFET的開啟電壓、導(dǎo)通電阻RON、跨導(dǎo)gm、反向輸出特性、轉(zhuǎn)移特性、開關(guān)特性進(jìn)展研討。 3IGBT電路：采用富士IGBT公用驅(qū)動(dòng)芯片EXB841，線路典

35、型，外擴(kuò)過流維護(hù)電路?？蓪?duì)EXB841的驅(qū)動(dòng)電路各點(diǎn)波形以及1GBT的開關(guān)特性進(jìn)展研討。特點(diǎn)：1線路典型，注重對(duì)根本概念的了解，力求經(jīng)過實(shí)驗(yàn)，使學(xué)生對(duì)自關(guān)斷器件的特性有比較深化的了解。2由于接線比較多，設(shè)計(jì)時(shí)充分思索到學(xué)生實(shí)驗(yàn)時(shí)能夠產(chǎn)生的誤操作，維護(hù)功能完善，可靠性高。運(yùn)用本卷須知：面板上有比較多的扭子開關(guān)控制電源，需留意扭子開關(guān)的通斷。2GTR采用較低頻率的PWM波形驅(qū)動(dòng)，MOSFET、IGBT采用較高的PWM波形驅(qū)動(dòng)。由于接線頭采用防轉(zhuǎn)動(dòng)疊插頭，運(yùn)用時(shí)需留意防轉(zhuǎn)動(dòng)疊插頭導(dǎo)線的導(dǎo)通，以免察看不到波形。七M(jìn)CL08掛箱MCL08掛箱由直流變換電路BuckBoost電路和電流控制型脈寬調(diào)制開關(guān)穩(wěn)

36、壓電源組成。1直流轉(zhuǎn)波電路：控制回路采用555波形發(fā)生器，由光耦進(jìn)展隔離經(jīng)過推挽電路驅(qū)動(dòng)GTR。555產(chǎn)生波形的占空比可由電位器進(jìn)展調(diào)理，頻率約為8K左右。斬波電路主回路的功率器件采用GTR10A，800V，輸入電壓為15V，輸出電壓為7.530V之內(nèi)可調(diào)。按流過電感L的電流在周期開場時(shí)能否從0開場，可分為延續(xù)或不延續(xù)任務(wù)形狀兩種方式。實(shí)驗(yàn)中，可分別察看兩種方式下，電感電流iL、二極管電流iVD、GTR電流iVT等波形。2開關(guān)電源采用UC3842構(gòu)成電流控制型脈寬調(diào)制開關(guān)穩(wěn)壓電源，經(jīng)過實(shí)驗(yàn)使學(xué)生對(duì)開關(guān)電源的任務(wù)原理以及UC3842的運(yùn)用有一定的了解，UC3842脈寬調(diào)制器的詳細(xì)闡明可參見第二章

37、的有關(guān)內(nèi)容。八MCL09掛箱：MCL09掛箱為電機(jī)變頻調(diào)速公用掛箱，它由主回路和控制回路組成，現(xiàn)分別闡明：1主回路主回路構(gòu)造如以下圖。變頻器為電壓源VSI型，其中間直流環(huán)節(jié)采用大電容濾波，主回路整流電路采用橋式不控整流模塊，電網(wǎng)電壓經(jīng)橋式整流后對(duì)直流母線上的濾波電容充電，串聯(lián)限流電阻R1是為限制過大的充電電流。假設(shè)不用限流電阻，當(dāng)系統(tǒng)合閘時(shí)會(huì)有相當(dāng)大的充電電流，能夠會(huì)燒毀濾波大電容和整流模塊。不過，限流電阻也不是不斷串聯(lián)在回路中，只是在電容剛開場充電時(shí)進(jìn)展限流，當(dāng)電容兩端的電壓充到一定值時(shí)，繼電器收合，把限流電阻R1短路。直流環(huán)節(jié)濾波電容為2200MF450V，電路中電容C2、二極管VD和電阻

38、R4構(gòu)成一個(gè)典型的吸收緩沖電路。主回路任務(wù)時(shí)，由于功率器件開關(guān)頻率很高，開關(guān)動(dòng)作時(shí)會(huì)在直流環(huán)節(jié)中產(chǎn)生電流突變，假設(shè)直流環(huán)節(jié)存在電感，那么能夠在功率器件兩端產(chǎn)生很大的尖峰電壓，吸收緩沖電路的作用就是吸收消除此尖峰電壓。電容電壓的檢測用電阻R2和R3分壓進(jìn)展檢測，分別控制繼電器K和過壓維護(hù)電路。功率器件采用三菱智能IGBT模塊。內(nèi)含過壓、過流、過熱維護(hù)，是一種新型的功率器件。具有驅(qū)動(dòng)電路簡單、可靠性高等優(yōu)點(diǎn)。電機(jī)采用三相鼠籠式異步電機(jī)、接法，功率為120W，電壓為220V。2控制回路控制回路主芯片采用美國英特爾公司的電動(dòng)機(jī)公用變頻芯片80C196MC，內(nèi)含六路PWM輸出，其低電平有效，可直接驅(qū)動(dòng)隔

39、離控制電路和驅(qū)動(dòng)電路的光電耦合器，因此可直接用于控制三相逆變器中的六個(gè)主開關(guān)器件驅(qū)動(dòng)級(jí)。80C196MC的詳細(xì)闡明可參考有關(guān)資料。九MCL10掛箱：MCL10為直流脈寬調(diào)速公用掛箱，原理框圖如圖119。在構(gòu)造上分為兩部分：主回路和控制回路。1主回路：二極管整流橋把輸入的交流電變?yōu)橹绷麟?，正常情況下，交流輸入為220V，經(jīng)過整流后變?yōu)?00V直流電，電阻R1為起動(dòng)限流電阻，濾波電容C為470F/450V；四只功率MOS管構(gòu)成H橋，根據(jù)脈沖占空比的不同，在直流電機(jī)上可得到或的直流電壓。H橋的詳細(xì)任務(wù)原理可參考有關(guān)資料。在VT2和VT4的源極回路中，串接兩取樣電阻，其上的電壓分別反映流過VT2、VT

40、4的電流，經(jīng)過差放放大，在“21端輸出一反映電流大小的電壓，作為雙閉環(huán)控制系統(tǒng)的電流反響信號(hào)。電阻R2在本實(shí)驗(yàn)箱中有兩個(gè)作用。第一，可用來察看波形，R2的阻值為1，其上的電壓波形反映了主回路的電流波形。第二，作為過流維護(hù)用。當(dāng)R2的電壓超越整定值后，過流維護(hù)電路動(dòng)作，封鎖脈沖，從而維護(hù)功率MOS管。2控制回路控制回路采用SG3525構(gòu)成，SG3525的詳細(xì)參數(shù)可參見實(shí)驗(yàn)指點(diǎn)書的第三章。SG3525的13腳輸出占空比可調(diào)改動(dòng)9腳電壓的脈沖波形占空比調(diào)理范圍不小于0.10.9，同時(shí)頻率可經(jīng)過充放電時(shí)間的不同而改動(dòng)經(jīng)過鈕子開關(guān)S1調(diào)理，經(jīng)過RC移相后，輸出兩組互為倒相，死區(qū)時(shí)間為5S左右的脈沖察看“

41、33端和“34端，經(jīng)過光耦隔離后，分別驅(qū)動(dòng)四只MOS管，其中VT1、VT4驅(qū)動(dòng)信號(hào)一樣，VT2、VT3驅(qū)動(dòng)信號(hào)一樣。為了保證系統(tǒng)的可靠性，在控制回路設(shè)置了維護(hù)線路，一旦出現(xiàn)過流，維護(hù)電路輸出二路信號(hào)，分別封鎖SG3525的脈沖輸出和與門的信號(hào)輸出。面板的左端為正、負(fù)給定。當(dāng)鈕子開關(guān)S5打向“給定，S4打向“正給定時(shí)，“24端輸出15V，同時(shí)調(diào)理電位器RP3，“23可得到012V的正電壓輸出；當(dāng)S4打向“負(fù)給定時(shí)，調(diào)理RP4，“23可得到012V的負(fù)電壓輸出。當(dāng)鈕子開關(guān)S5打向“0時(shí)，“23端輸出0V，同時(shí)“24端輸出為0V，封鎖控制電路的任務(wù)。十MCL11掛箱：MCL11掛箱分成兩部分：正弦波

42、逆變電源和單相交流調(diào)壓。1正弦波逆變電源正弦波逆變電源的功能是把直流電逆變成交流電。該實(shí)驗(yàn)電路框圖如圖13。由波形發(fā)生器產(chǎn)生一50Hz、幅度可變的正弦波，送入SG3525中的第9端，和3525的第5腳為鋸齒波比較后，輸出經(jīng)調(diào)制調(diào)制頻率約為10kHz的SPWM波形，經(jīng)過倒相器反相后，得到兩路互為反相的PWM驅(qū)動(dòng)信號(hào)，分別驅(qū)動(dòng)功率場效應(yīng)管VT1、VT2，使VT1、VT2交替導(dǎo)通，從而在高頻變壓器的副邊得到一SPWM波形，經(jīng)過LC濾波后，得到一50Hz的正弦波，幅度可經(jīng)過電位器RP進(jìn)展改動(dòng)。2單相交流調(diào)壓電路采用自關(guān)斷器件的單相交流調(diào)壓電路和采用傳統(tǒng)的可控硅組成的調(diào)壓電路相比，具有功率因數(shù)高、電網(wǎng)污

43、染少、波形畸變小等優(yōu)點(diǎn)。其原理框圖如圖121。輸入交流電壓為220V，經(jīng)過同步變壓器T后，分別構(gòu)成兩路互為倒相的方波，寬度為180，分別對(duì)應(yīng)正弦波的正半周和負(fù)半周，由3525進(jìn)展調(diào)制調(diào)制頻率約為2.5kHz后，經(jīng)過隔離及驅(qū)動(dòng)電路，分別驅(qū)動(dòng)兩路功率場效應(yīng)管。任務(wù)過程為：當(dāng)輸入交流電處于正半波時(shí)，經(jīng)調(diào)解制的方波信號(hào)施加于VT2的柵極和源極，VT1的控制電壓為0V，交流電經(jīng)L、R、VT2、VD1構(gòu)成回路；當(dāng)輸入交流電處于負(fù)半周時(shí)，方波信號(hào)加于VT1、VT2控制電壓為0，交流電經(jīng)過VT1、VD2、R、L構(gòu)成回路，從而在R上得到一完好的經(jīng)過調(diào)制的單相正弦波交流電，有效值經(jīng)過調(diào)理脈沖的占空比進(jìn)展改動(dòng)。 現(xiàn)

44、代電力電子芯片引見集成模塊驅(qū)動(dòng)電路EXB840目前較多運(yùn)用EXB系列集成模塊驅(qū)動(dòng)IGBT。它比分立元件的驅(qū)動(dòng)電路有體積小，效率高，可靠性高的優(yōu)點(diǎn)。EXB840是十六腳型封裝塊，各腳的功能如表21示。內(nèi)部構(gòu)造簡圖如圖21a所示。圖21b為其典型運(yùn)用電路。表21 EXB系列各腳功能表腳號(hào)功 能 說 明1Vc的地；與IGBT的發(fā)射極相接2電源端，普通值為20伏3驅(qū)動(dòng)輸出，經(jīng)柵極電阻Rg與IGBT相連4外接電容器，防止過電流維護(hù)環(huán)節(jié)誤動(dòng)作5內(nèi)設(shè)的過電流維護(hù)電路輸出端6經(jīng)快速二極管連到GIBT集電極。監(jiān)視集電極電平，作為過流信號(hào)之一。7，8可不接9電源地端10，11可不接12，13，1614驅(qū)動(dòng)信號(hào)輸入

45、15驅(qū)動(dòng)信號(hào)輸入EXB840能驅(qū)動(dòng)75A，1200V的IGBT管。加直流20V作為集成塊任務(wù)電源。開關(guān)頻率在40千赫以下，整個(gè)驅(qū)動(dòng)電路動(dòng)作快，信號(hào)延時(shí)不超越1.5微秒。內(nèi)部利用穩(wěn)壓二極管產(chǎn)生5V的電壓，除供內(nèi)部運(yùn)用外，也為外用提供負(fù)偏壓。集成塊采用高速光耦輸入隔離，并有過流檢測及過載慢速關(guān)柵等控制功能。圖22為有過流檢測輸入和過流維護(hù)輸出的一種典型運(yùn)用。當(dāng)IGBT出現(xiàn)過流時(shí)，腳5出現(xiàn)低電平，光耦SOI有輸出，對(duì)PWM信號(hào)提供一個(gè)封鎖信號(hào)，該信號(hào)使PWM驅(qū)動(dòng)脈沖輸出轉(zhuǎn)化成一系列窄脈沖，對(duì)EXB840實(shí)行軟關(guān)斷。如圖23所示，此電路中具有記憶、封鎖維護(hù)功能外，還具有較強(qiáng)的抗干擾才干，在真正過流時(shí)即

46、信號(hào)繼續(xù)10s以上才發(fā)生控制動(dòng)作，關(guān)斷IGBT。電流控制型脈寬調(diào)制器普通脈寬調(diào)制器是按反響電壓來調(diào)理脈寬的。所謂電流控制型脈寬調(diào)制器是按反響電流來調(diào)理脈寬的。在脈寬比較器的輸入端直接用流過輸出電感電流的信號(hào)與誤差放大器輸出信號(hào)進(jìn)展比較，從而調(diào)理占空比使輸出的電感峰值電流跟隨誤差電壓變化而變化。由于構(gòu)造上有電壓環(huán)、電流環(huán)雙環(huán)系統(tǒng)，因此，無論開關(guān)電源的電壓調(diào)整率、負(fù)載調(diào)整率和瞬態(tài)呼應(yīng)特性都有提高，是目前比較理想的新型的控制器。一UC3842脈寬調(diào)制器的任務(wù)原理及方框圖UC3842A是高性能固定頻率電流型控制器。它們用于脫機(jī)和DC-DC的變換器，為設(shè)計(jì)人員提供了一種經(jīng)濟(jì)而所需外部元件又少的處理方案。

47、這種集成電路的特點(diǎn)是有一個(gè)調(diào)定的振蕩器，用來準(zhǔn)確地控制占空比。有一個(gè)經(jīng)過溫度補(bǔ)償?shù)幕鶞?zhǔn)電壓，一個(gè)高增益誤差放大器、電流傳感比較器和一個(gè)適用于驅(qū)動(dòng)功率MOSFET金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管的大電流推挽輸出。它還具有一些維護(hù)功能，其中包括各有其滯后的輸入和基準(zhǔn)電壓的欠電壓鎖定、逐個(gè)周期的電流限制、可控制的輸出死區(qū)時(shí)間和用來記錄單脈沖的鎖存器。圖24示出UC3842的內(nèi)部方框圖。由圖可知，其引腳有8個(gè)，但一樣可以運(yùn)用內(nèi)部EA誤差放大器構(gòu)成電壓閉歪，利用電流測定、電流測定比較器構(gòu)成電流閉環(huán)。端8為內(nèi)部供外用普通當(dāng)參考電壓的基準(zhǔn)電壓5V，帶載才干50mA。端7為集成塊任務(wù)電源VCC，可以在840V，端

48、4接RT、CT，確定鋸齒波頻率。端5為地。端6為推挽輸出端，有拉、灌電流的力。由于誤差放大器控制著電感電流峰值參見圖25，因此也是電流型脈沖寬度調(diào)制器。二UC3842脈寬調(diào)制器優(yōu)點(diǎn)茲列下面幾點(diǎn)分述之：1電壓調(diào)整率抗電壓動(dòng)搖才干很好利用這種型號(hào)的調(diào)制器很容易到達(dá)0.0l%V的調(diào)整率。其緣由是電壓VS動(dòng)搖立刻反映在電感電流的變化。不象其它方案要經(jīng)過輸出電壓V0反響到誤差放大器的調(diào)理的復(fù)雜過程。所以呼應(yīng)快，假設(shè)動(dòng)搖是繼續(xù)的，電壓反響環(huán)也起作用，所以可以到達(dá)較高的線性調(diào)整率精度。2負(fù)載調(diào)整率改善明顯由于誤差放大器EA可專門用于控制占空比順應(yīng)負(fù)載變化呵斥的輸出電壓變化，負(fù)載調(diào)整率好。普通調(diào)制器在輕載時(shí)輸

49、出電壓V0會(huì)有一定的升高，運(yùn)用本調(diào)制器可明顯的減小。例如，從100的負(fù)載卸載23時(shí)，負(fù)載調(diào)整率只需8，卸載13時(shí)，負(fù)載調(diào)整率只需3。3誤差放大器EA補(bǔ)償電路1、2端間RC簡化，頻響特性好，穩(wěn)定幅度大。由于電感電流是延續(xù)的，所以RS可參見圖235b上所檢測的電流峰值能代表平均電流，整個(gè)電路可以當(dāng)成一個(gè)誤差電壓控制的電流源。變換器的幅頻特性由雙極點(diǎn)變成單極點(diǎn)，因此增益帶寬乘積提高，穩(wěn)定幅度大，頻率呼應(yīng)特性改善。4過流限制特性好從RS測得的電流峰值信號(hào)快速參與當(dāng)前任務(wù)周波的占空比控制，因此是當(dāng)前任務(wù)周波的電流限制?，F(xiàn)實(shí)上只需RS的電平到達(dá)1V，電流測定比較器立刻動(dòng)作，輸出端6立刻便導(dǎo)通管Tr關(guān)斷。由

50、于能精細(xì)地靈敏地限制輸出最大電流，高頻變壓器功耗，晶體開關(guān)管的功耗幅度都可以減小，因此，對(duì)整個(gè)開關(guān)電源本錢、分量、體積都將有良好的影響。5過壓維護(hù)和欠壓鎖定功能當(dāng)任務(wù)電壓VCC大于34V時(shí)穩(wěn)壓管穩(wěn)壓參見圖234，使內(nèi)部電路在小于34V下可靠任務(wù)。當(dāng)欠壓時(shí)有鎖定電路。其開啟閥值為16V，封鎖閥值為10V。在VS小于16V時(shí)，整個(gè)電路耗電1mA。開啟和封鎖閥值有6V的回差，可有效地防止電路在閥值電壓附近任務(wù)時(shí)的跳動(dòng)。由于開啟閥值16V，在16V以下只耗電很小因此降壓電阻功耗很小。普通設(shè)置自供電的感應(yīng)繞組，當(dāng)開關(guān)電源正常任務(wù)后，轉(zhuǎn)由自供電給1842，電流將升至15mA。在此之前可設(shè)置儲(chǔ)能電容，推進(jìn)建

51、立電壓。儲(chǔ)能電容也就不用選得很大了。三UC3842脈寬調(diào)制器振蕩器及輸出端振蕩器頻率由RT，CT 設(shè)定。4端與8端之間接RT；4端與地5端接CT，8是Vref5V，因此，5V基準(zhǔn)源經(jīng)RT向CT電容充電。充、放電時(shí)間分別為tc和td，頻率f0 當(dāng)RT5k時(shí)，tdtc，忽略td那么f0為： UC3842的輸出級(jí)為圖騰柱式電路，與1525A的一端完全一樣。輸出晶體管的平均電流值為200mA，最大峰值電流1A。由于峰值電流自限，可以不要串入什么限流電阻。使電路輸出端封鎖的方法有二：將3腳電壓升高到1V以上；將1腳電壓降低到1V以下。上述兩種情況都使電流測定比較器輸出高電平，PWM鎖存器復(fù)位，封鎖了輸出

52、端，直至下一個(gè)時(shí)鐘脈沖將PWM鎖存器置位為止。根據(jù)上述原理，可以控制1、3腳電平的變化，實(shí)現(xiàn)各種必要的維護(hù)，詳細(xì)線路不作一一引見了。四UC3842脈寬調(diào)制器驅(qū)動(dòng)電路驅(qū)動(dòng)MOS管，雙極型晶體管和直接式或隔離式都一樣方便，可參考圖335a所示。對(duì)MOS管來說任務(wù)頻率可高達(dá)500kHz，但普通建議用到250kHz較易獲得穩(wěn)定；而且用來驅(qū)動(dòng)雙極型晶體管時(shí)，任務(wù)頻率尚應(yīng)降到40kHz以下。圖235b示出構(gòu)成開關(guān)電源的電路圖。圖中R2、(C2C4)構(gòu)成啟動(dòng)電路，在C2C4上電壓超越15V時(shí)電路啟支，然后由NS2、D2、C4構(gòu)成的自饋電電路供電，啟動(dòng)電流1mA，正常任務(wù)電流15mA左右。高頻變壓器和晶體管開

53、關(guān)均接有緩沖器RCD電路，用于吸收尖峰電壓，防止開關(guān)晶體管的損壞。RS上電壓控制了當(dāng)前任務(wù)周波電流峰值。VCCS電壓除是芯片任務(wù)電壓外，也是電壓閉環(huán)的信號(hào)電壓。五UC3842脈寬調(diào)制器參數(shù)極限參數(shù)參 數(shù)符 號(hào)值單 位總電源電流和齊納電流IOCIZ30mA輸出電流，源或吸人IO1.0A輸出能量每周期容性負(fù)載W5.0J電流傳感和電壓反響輸入Vin0.35.5V誤差放大輸出吸入電流IO10mA最大耗散功率TA=25熱阻結(jié)到大氣PDRJA862145mW/W任務(wù)結(jié)溫TJ150任務(wù)環(huán)境溫度TA070存放溫度范圍Tstg65150電氣特性VCC15V，RT10k，CT3.3nF，TATlow到Thigh，

54、除非另有規(guī)定特 性符 號(hào)最小典型最大單位基準(zhǔn)部分基準(zhǔn)輸出電壓IO1.0mA,TJ25Vref4.95.05.1V線路調(diào)整VCC12V25VRegline2.020mV負(fù)載調(diào)整IO1.0mA20mARegload3.025mV熱穩(wěn)定性TS0.2mV/超越線性，負(fù)載和溫度的總輸出值Vref4.825.18V輸出噪聲電壓f=10Hz10kHz,TJ=25Vn50V長期穩(wěn)定性TA1251000HoursS0.5mV輸出短路電流ISC3085180mA振蕩器部分頻率 TJ25 TA=TlowThighfosc4746525760kHz頻率隨電壓改動(dòng)值VCC12V25Vfosc/V0.21.0頻率隨溫度的

55、變化TATlow Thighfosc/T5.0振蕩器電壓擺幅峰峰Vosc1.6V放電電流VOSC2.0V TJ25 TA=TlowThigh Idischg7.57.28.49.39.5mA誤差放大器部分電壓反響輸入VO2.5VVFB2.452.52.55V輸入偏置電流VFB2.7VIIB0.11.0A開環(huán)電壓增益VO2.0V4.0VAVOL6590dB單位增益帶寬TJ25BW0.71.0MHz電源電壓制制率VCC12V25VPSRR6070dB輸出電流 吸入VO1.1V，VFB2.7V 源VO5.0V，VFB2.3VISinkISource2.00.5121.0mA輸出電壓擺幅 高態(tài)RL15

56、k，VFB2.3V 低態(tài)RL15kVref，VFB2.7VVOHVOL5.06.20.81.1V電流傳感部分電流傳感輸入電壓增益注4.5AV2.853.03.15V/V最大電流傳感輸入門限Vth0.91.01.1V電源抑制率VCC1225VPSRR70dB輸入偏置電流IIB2.010A傳輸延遲電流傳感輸入到輸出tPLH(in/out)150300ns輸出部分輸出電壓 低態(tài)ISink=20mA ISink=200mA 高態(tài)ISink=20mA ISink=200mAVOLVOH13120.11.613.513.40.42.2V帶有源欠壓鎖定的輸出電壓 VCC6.0V, ISink=1.0mAVO

57、LUVLO0.11.1V輸出電壓升起時(shí)間CL=1.0nF, TJ=25tr50150ns輸出電壓下降時(shí)間CL=1.0nF, TJ=25tr50150ns欠電壓鎖定部分起動(dòng)門限Vth151617V開機(jī)后最大任務(wù)電壓VCC(min)9.01011VPWM脈寬調(diào)制部分占空比 最大 最小DCmaxDCmin94960移相控制芯片UC3875 UC3875是美國Unitrode公司針對(duì)移相控制方案推出的PWM控制芯片，適用于全橋變換器中驅(qū)動(dòng)四個(gè)開關(guān)管，四個(gè)輸出均為圖騰柱式構(gòu)造，可以直接驅(qū)動(dòng)MOSFET或經(jīng)過驅(qū)動(dòng)電路放大，驅(qū)動(dòng)大功率MOSFET或IGBT。UC3875主要包括以下九個(gè)方面的功能：任務(wù)電源、

58、基準(zhǔn)電源、振蕩器、鋸齒波、誤差放大器和軟起動(dòng)、移相控制信號(hào)發(fā)生電路、過流維護(hù)、死區(qū)時(shí)間設(shè)置、輸出級(jí)。其內(nèi)部機(jī)構(gòu)框圖如圖2-6所示。1任務(wù)電源UC3875的任務(wù)電源分為兩個(gè)：VIN(pin11)和VC(pin10)，其中VIN是供應(yīng)內(nèi)部邏輯電路用，它對(duì)應(yīng)與信號(hào)地GND(pin20)；VC供應(yīng)輸出級(jí)用，它對(duì)應(yīng)于電源地PWR GND(pin12)。這兩個(gè)任務(wù)電源應(yīng)分別外接有相應(yīng)的高頻濾波電容，而且GND和PWR GND應(yīng)該相聯(lián)于一點(diǎn)以減小噪聲干擾和減少直流壓降。VIN設(shè)有欠壓鎖定輸出功能Under-Voltage Lock-Out，簡稱UVLO，當(dāng)VIN的電壓低于UVLO門檻電壓時(shí)，輸出級(jí)信號(hào)全部為

59、低電平，當(dāng)VIN高于UVLO門檻電壓時(shí)，輸出級(jí)才會(huì)開啟，UC3875的UVLO門檻電壓為10.75V。普通而言，VIN最好高于12V，這樣能保證芯片更好地任務(wù)。VC普通在3V以上時(shí)就能正常任務(wù)，在12V以上任務(wù)性能會(huì)更好。因此普通可以把VIN 和VC接到同一個(gè)12V的電源上。2基準(zhǔn)電源UC3875在1腳提供一個(gè)5V的精細(xì)基準(zhǔn)電源VREF，它可以為外部電路提供大約60mA的電流，內(nèi)部設(shè)有短路維護(hù)電路。同時(shí)，VREF也有UVLO功能，只需當(dāng)VREF到達(dá)4.75V時(shí)，芯片才干正常任務(wù)。3振蕩器芯片內(nèi)有一個(gè)高速振蕩器，在頻率設(shè)置腳FREQ SET(pin16)與信號(hào)地GND之間接一個(gè)電容和一個(gè)電阻可以

60、設(shè)置振蕩頻率，從而設(shè)置輸出級(jí)的開關(guān)頻率。4鋸齒波斜率設(shè)置腳SLOPE(pin18)與某一個(gè)電源VX之間接一個(gè)電阻RSLOPE，為鋸齒波腳RAMP(pin19)提供一個(gè)電流為VX /RSLOPE的恒流源。在RAMP與信號(hào)地GND之間接一個(gè)電容CRAMP，就決議了鋸齒波的斜率 dvdt=VXRSLOPE CRAMP，選定RSLOPE和CRAMP，就決議了鋸齒波的幅值。普通在電壓型調(diào)理方式中，VX直接接1腳的5V基準(zhǔn)電壓。RAMP是PWM比較器的一個(gè)輸入端，PWM比較器的另一端是誤差放大器的輸出端。在RAMP和PWM比較器的輸入端之間有一個(gè)1.3V的偏置，因此適當(dāng)?shù)剡x擇RSLOPE和CRAMP的值，