電機(jī)電力電子及電氣傳動教學(xué)實(shí)驗(yàn)臺介紹

第1章MCL系列

電機(jī)電力電子及電氣傳動教學(xué)實(shí)驗(yàn)臺介紹

一概述

1.特點(diǎn)：

(1)采用組件式結(jié)構(gòu)，可根據(jù)不同內(nèi)容進(jìn)行組合，故結(jié)構(gòu)緊湊，使用方便靈活，并且

可隨著功能的擴(kuò)展只需增加組件即可，能在一套裝置上完成《電力電子學(xué)》，《電力拖動

自動控制系統(tǒng)》等課程的主要實(shí)驗(yàn)。

(2)裝置布局合理，外形美觀，面板示意圖明確，直觀，學(xué)生可通過面板的示意查尋

故障，分析工作原理。電機(jī)采用導(dǎo)軌式安裝，更換機(jī)組簡捷，方便，所采用的電機(jī)經(jīng)過特

別設(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。除實(shí)

驗(yàn)控制屏外，還設(shè)置有實(shí)驗(yàn)用臺，內(nèi)可放置機(jī)組，實(shí)驗(yàn)組件等，并有可活動的抽屜，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，修理，檢測方便。觸發(fā)電路采用數(shù)字集成電路雙窄脈沖。

(4)裝置具有較完善的過流、過壓、RC吸取、熔斷器等保護(hù)功能，提高了設(shè)備的運(yùn)

行可靠性和抗干擾能力。

(5)面板上有多只發(fā)光二極管指示每一個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故障現(xiàn)象。

2.技術(shù)參數(shù)

(1)輸入電源：-380V10%50Hz±lHz

(2)工作條件：環(huán)境溫度：-5~40°C

相對濕度：〈75%

海拔：〈1000m

(3)裝置容量：(1KVA

(4)電機(jī)容量：(200W

(5)外形尺寸：長1600mmX寬700mm(長1300mmX寬700mm)

3.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)測量

2.功率場效應(yīng)晶體管(MOSFET)的驅(qū)動電路研究

3.絕緣柵雙極型晶體管(IGBT)特性及其驅(qū)動電路的研究

4.電力晶體管(GTR)驅(qū)動電路的研究

5.電力晶體管(GTR)的特性研究

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)的性能研究

2.單相交直交變頻電路的性能研究

3.半橋型開關(guān)穩(wěn)壓電源的性能研究

4.電流控制型脈寬調(diào)制開關(guān)穩(wěn)壓電源研究

5.直流斬波電路(Buck-Boost變換器)的研究

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)靜特性的研究

4.雙閉環(huán)晶閘管不可逆直流調(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)(IPM)

4.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：

4.1.實(shí)驗(yàn)機(jī)組：

(1)直流電動機(jī)：PN=185W,UN=220V,IN=1.1A,n=1500r/min

(2)繞線式異步電機(jī)：PN=100W,UN=220V,IN=0.55A,n=1350r/min

(3)直流復(fù)勵發(fā)電機(jī)MOI：PN=100W,UN=200V,IN=0$A,n=1500/min

(4)三相籠型異步電動機(jī)M04：PN=100W,UN=220V,IN=0.48A,n=1400/min

(5)直流方波無刷電機(jī)M15：PN=40W,UN=36V,IN=1.3A,n=1500/min

4.2.實(shí)驗(yàn)掛箱：

(1)MCL-05單結(jié)晶體管，正弦波，鋸齒波觸發(fā)電路

(2)MCL-06單相并聯(lián)逆變器，斬波器

(3)MCL-07IGBT、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)劑器，電流調(diào)劑器

(4)MCL-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反號器，轉(zhuǎn)矩極性鑒別器，零電流檢測器，邏輯控制器.

(5)MCL-09微機(jī)控制的SPWM變頻調(diào)速及空間矢量控制變頻調(diào)速實(shí)驗(yàn)箱

(6)MCL-10A全橋DC/DC變換、直流脈寬調(diào)速系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)箱

(7)MCL-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)

(8)MCL-13A采用DSP控制的變頻調(diào)速實(shí)驗(yàn)箱

(9)MCL-14A采用DSP控制的直流方波無刷電機(jī)調(diào)速實(shí)驗(yàn)箱

(10)MCL-15整流電路的有源功率因數(shù)校正實(shí)驗(yàn)箱

(IDMCL-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

研究、半橋型開關(guān)穩(wěn)壓電源的性能研究

(12)MCL-17軟開關(guān)

(13)MCL-18速度變換器，轉(zhuǎn)速調(diào)劑器，電流調(diào)劑器，電流互感器，電壓互感器,

過流保護(hù)，給定，電流反饋

(14)MCL-2O給定，觸發(fā)電路，I組晶閘管，平波電抗器，RC阻容吸取，二極管三

相整流橋

(15)MCL-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)

(16)MCL-33觸發(fā)電路，I組晶閘管，II組晶閘管，平波電抗器，RC阻容吸取，二

極管三相整流橋

(17)MEL-11電容箱

(18)MEL-O2三相芯式變壓器

(19)MCL-34掛箱：反號器(AR),轉(zhuǎn)矩極性鑒別器(DPT),零電流檢測器(DPZ),邏輯

控制器(DLC)

4.3選配掛箱：

(1)MEL—03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)MOI：PN=100W,UN=200V

(3)電機(jī)導(dǎo)軌及測功機(jī)、測速發(fā)電機(jī)

MEL—13組件。

二MCL系統(tǒng)掛箱介紹和使用說明

—.MCL—18掛箱(MCL—31)

MCL—18由G（給定），零速封鎖器（DZS）,速度變換器（FBS）,轉(zhuǎn)速調(diào)劑器（ASR）,

電流調(diào)劑器（ACR）,過流過壓保護(hù)等部份組成。

1.G（給定）：

原理圖如圖l-lo

它的作用是得到下列幾個階躍的給定信號：

（1）OV突跳到正電壓，正電壓突跳到0V；

（2）0V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)劑大?。ㄕ{(diào)劑范疇為

0-±13V左右）。數(shù)值由面板右邊的

數(shù)顯窗讀出。

只要依次扳動SI、S2的不同位

置即能達(dá)到上述要求。

（1）若S1放在“正給定”位，

扳動S2由“零”位到“給定”位即

能獲得0V突跳到正電壓的信號，再

由“給定”位扳到“零”位能獲得正電壓到0V的突跳；

（2）若S1放在“負(fù)給定”位，扳動S2,能得到0V到負(fù)電壓及負(fù)電壓到0V的突跳;

（3）S2放在“給定”位，扳動S1,能得到正電壓到負(fù)電壓及負(fù)電壓到正電壓的突跳。

使用注意事項(xiàng)：給定輸出有電壓時，不能長時間短路，特別是輸出電壓較高時，否則

容易燒壞限流電阻。

2.FBC+FA+FT（電流變送器與過流過壓保護(hù)）：

此單元有三種功能：一是檢測電流反饋信號，二是發(fā)出過流信號，三是發(fā)出過壓信號。

電路圖為1-20

（1）電流變送器

電流變送器適用于可控硅直流調(diào)速裝置中，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，零電流信號和過電流邏輯信號

等。

電流互感器的輸出接至輸入TAI,TA2,TA3,反映電流大小的信號經(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：

a.9R2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。

b.將RP1的可動觸點(diǎn)輸出作為電流反饋信號，反饋強(qiáng)度由RP1進(jìn)行調(diào)劑。

c.將可動觸點(diǎn)RP2與過流保護(hù)電路相聯(lián)，輸出過流信號，可調(diào)劑過流動作電流的大

小。

(2)過流保護(hù)(FA)

當(dāng)主電路電流超過某一數(shù)值后(2A左右)，由9R3,9R20上取得的過流信號電壓超過運(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由開釋變?yōu)槲?，它的常閉觸點(diǎn)接在主回路接觸器

的線圈回路中，使接觸器開釋，斷開主電路。并使發(fā)光二極管亮，作為過流信號指示，告

訴操作者已經(jīng)過流跳閘。

SA為解除記憶的復(fù)位按鈕，當(dāng)過流動作后，如過流故障已經(jīng)排除，則須按下以解除

記憶，復(fù)原正常工作。

3.零速封鎖器(DZS)

零速封鎖器的作用是當(dāng)調(diào)速系統(tǒng)處于靜車狀態(tài)，即速度給定電壓為零，同時轉(zhuǎn)速也確

為零時，封鎖調(diào)劑系統(tǒng)中的所有調(diào)劑器，以避免靜車時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?，F(xiàn)象。原理電路如圖1-3所示。

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值都小于0.07V左右時，則3端的輸出電壓應(yīng)

為0V；

(2)當(dāng)1端和2端的輸入電壓絕對值或者其中之一或者二者都大于0.2V時，其3端

的輸出電壓應(yīng)為-15V；

(3)當(dāng)3端的輸出電壓已為一15V,后因1端和

2端的電壓絕對值都小于0.07V,使3端電壓由一15V''

變?yōu)?V時，需要有100毫秒的延時。

3端為OV時輸入到各調(diào)劑器反饋網(wǎng)絡(luò)中的場效““

應(yīng)管，使其導(dǎo)通，調(diào)劑器反饋網(wǎng)絡(luò)短路而被封鎖，31；'n

端為一15V時輸入到上述場效應(yīng)管使其夾斷，而解除

封鎖。具體原理如下：一III>

-0.2V-0.07V0.07V0.2V

它是由兩個山形電平檢測器和開關(guān)延時電路組圖「4電平檢測器輸入輸出特性

成。

(1)DZS前半部分別由線性集成電路Al：A和Al：B組成二個山形電平檢測器，

山形電平極測器的輸入輸出特性如圖1—4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)到輸出電壓突跳的幾個輸

入電壓為:

Ua=-0.2VUb=-0.07VUc=+0.07VUd=+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VDio箝位到-0.7V。

(2)DZS的后關(guān)部為開關(guān)延時電路

(a)當(dāng)1和2端電壓絕對值均小于0.07V,則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VDu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端電壓絕對值或其中之一或二者都大于0.2V時，則在4和5上或者4

為-0.7V,或者5為-0.7V,或者4、5均為-0.7V,低電平為“0”態(tài)，三種情形輸入D：

C,其輸出都為“0"態(tài)，VD”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端輸出為一

15V?

(c)當(dāng)已在(b)的情形，3端子輸出為一15V,此時D:C的輸出為0V,D:A上輸入

電壓接近0V。若要回到(a)的情部，則D：C的輸出先由“0”態(tài)變成“1"態(tài)，VDu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電源通過R27對C5

充電，C5電壓逐步上升，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端由一15V變?yōu)?V有一延時時間，其延時長短取決于R27c5的充

電回路時間常數(shù)。

(d)鈕子開關(guān)S3有二個位置，放在“封鎖位”，用在調(diào)速系統(tǒng)正常工作的情形，即

為上述分析情形，放在“解除位"，Al：A組成的山形電平檢測器輸入總是+15V,3端子

電位總是一15V,使各調(diào)劑器解除封鎖，以便單獨(dú)調(diào)試調(diào)劑器用。

4.電源輸入輸出端：

面板下部的LI、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)行實(shí)驗(yàn)時，調(diào)壓器的輸出端接到LI、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，LI、L2間接有電壓互感器，當(dāng)電流過大或電壓過

高時，過流保護(hù)和過壓保護(hù)動作。

使用注意事項(xiàng)：接到可控硅的電壓必須從U、V、W引出，否則過流保護(hù)和過壓保護(hù)

不起作用。

5.FBS(速度變換器)

速度變換器(FBS)用于轉(zhuǎn)速反饋

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)

圖「5速度變換器

速成正比的直流電壓，作為速度反饋。

其原理圖如圖1—5所示。

使用時，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(0-±2000n/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)速反饋信號，

反饋強(qiáng)度由電位器RP的中心抽頭進(jìn)行調(diào)劑，由電位器RP輸出的信號，同時作為零速封鎖

反映轉(zhuǎn)速的電平信號。

元件RP裝在面板上。

6.ASR(速度調(diào)劑器)

速度調(diào)劑器ASR的功能是對給定和反饋兩個輸入量進(jìn)行加法，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，輸入與反饋網(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)劑器ASR也可當(dāng)作電壓調(diào)劑器AVR來使用。

速度調(diào)劑器采用電路運(yùn)算放大器，它具有兩個輸入端，同相輸入端和倒相輸入端，其

輸出電壓與兩個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)劑器。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

反饋微分校正網(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)校正網(wǎng)絡(luò)。場

效應(yīng)管V5為零速封鎖電路，當(dāng)4端為0V時VD5導(dǎo)通，將調(diào)劑器反饋網(wǎng)絡(luò)短接而封鎖，4

端為-13V時，VD5夾斷，調(diào)劑器投入工作。RP1為放大系數(shù)調(diào)劑電位器。

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)需要外接電容。

7.ACR（電流調(diào)劑器）

電流調(diào)劑器適用于可控制傳動系統(tǒng)中，對其輸入信號（給定量和反饋量）時進(jìn)行加法、

減法、比例、積分、微分，延時等運(yùn)算或者同時兼做上述幾種運(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、輸入阻抗網(wǎng)絡(luò)、反饋?zhàn)杩咕W(wǎng)絡(luò)等。

10K12K

C2,473R9R15

R16

R5R10

2M1N4007

10K

VD3

R11

IV5R18

3DJ6H300

C710KRP2

2242.2K

R121N4007

------E3DG6C

10K10KUA741

2CW54R3R21

1.5K

VST2

9013J_____-I\v4

,\.3CG23

后R131N4007RP3|

R810KR142.2K

?—??——I10K

R19

10K300

-15

2c部54R4

C9

224-15

VS139013

圖1-7電流調(diào)節(jié)器

電流調(diào)劑器與速度調(diào)劑器相比，增加了4個輸入端，其中2端接過流推p信號，來自電

流變換器的過流信號Up,當(dāng)該點(diǎn)電位高于某值時，VST1擊穿，正信號輸入，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)這二端為高電平時，

三極管VI、V2導(dǎo)通將Ugt和Ugi信號對地短接，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，當(dāng)V3、V4基極電位為正時，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，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)。改變輸入和反饋?zhàn)杩咕W(wǎng)絡(luò)參數(shù)，就能得到各種運(yùn)算特性。

元件RP1、RP2、RP3裝在面板上，Cl、C2的數(shù)值可根據(jù)需要，由外接電容來改變。

二.MCL-33掛箱:

MCL—33由脈沖控制及移相，雙脈沖觀察孔，一組可控硅，二組可控硅及二極管，RC

吸取回路，平波電抗器L組成。

本實(shí)驗(yàn)臺提供相位差為60°,經(jīng)過調(diào)制的“雙窄”脈沖（調(diào)制頻率大約為3~10KHz）,

觸發(fā)脈沖分別由兩路功放進(jìn)行放大，分別由Ublr和Ublf進(jìn)行控制。當(dāng)Ublf接地時，第一組

脈沖放大電路進(jìn)行放大。當(dāng)Ublr接地時，第二組脈沖放大電路進(jìn)行工作。脈沖移相由Uct

端的輸入電壓進(jìn)行控制，當(dāng)Uct端輸入正信號時，脈沖前移，Uct端輸入負(fù)信號時，脈沖后

移，移相范疇為10°—160°。偏移電壓調(diào)劑電位器RP調(diào)劑脈沖的初始相位，不同的實(shí)驗(yàn)初

始相位要求不一樣。

雙脈沖觀察孔輸出相位差為60°的雙脈沖，同步電壓觀察孔，輸出相電壓為30V左右

的同步電壓，用雙蹤示波器分別觀察同步電壓和雙脈沖，可比較雙脈沖的相位。

使用注意事項(xiàng)：單雙脈沖及同步電壓觀察孔在面板上俱為小孔，僅能接示波器，不能

輸入任何信號。

1.脈沖控制。

面板上部的六檔直鍵開關(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，脈沖斷開，彈出時

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5A800V二極管。

4.RC吸取回路可排除整流引起的振蕩。當(dāng)做調(diào)速實(shí)驗(yàn)時需接在整流橋輸出端。平波電

抗器可作為電感性負(fù)載電感使用，電感分別為50mH、100mH、200mH、700mH,在1A范

疇內(nèi)基本保持線性。

使用注意事項(xiàng)：

外加觸發(fā)脈沖時，必須切斷內(nèi)部觸發(fā)脈沖。

三.MCL—34掛箱

MCL-34為邏輯無環(huán)流可逆直流

調(diào)速專用掛箱。由AR（反號器）、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。

圖1-8反號器

1.AR(反號器)

反號器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)中信號需要

倒相的場合。

反號器的輸入信號由運(yùn)算放大器的反相端接入，故輸出電壓為

Usc=-(RP+R3)/Ri

調(diào)劑RP的可動觸點(diǎn)，可改變RP的數(shù)值，使RP+R3=RI,則USC=-USR,輸入與輸出成

倒相關(guān)系。元件RP裝在面板上。

2.DPT(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；它是一個模

數(shù)轉(zhuǎn)換器，可將控制系統(tǒng)中連續(xù)變化的電平轉(zhuǎn)換成邏輯運(yùn)算所需的‘0“、“1“狀態(tài)信號。其

原理圖如圖1—9(a)所示。轉(zhuǎn)矩極性鑒別器的輸入輸出特性如圖1—9(b)所示，具有繼

電特性。調(diào)劑同相輸入端電位器可以改變繼電特性相對于零點(diǎn)的位置。特性的回環(huán)寬度為

Uk=Usr2-Usrl=Kl(Uscm2-Uscml)

式中K/為正反饋系數(shù)，K/越大，則正反饋越強(qiáng)，回環(huán)寬度就越大，Usr2和Usrl分別為

輸出由正翻轉(zhuǎn)到負(fù)及由負(fù)翻轉(zhuǎn)到正所需的最小輸入電壓；Uscm2和Uscml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)寬一樣取0.2~0.6V,環(huán)寬大時能提高系統(tǒng)抗干擾能力，

但環(huán)太寬時會使系統(tǒng)運(yùn)作遲鈍。

(a)(b)

圖-9轉(zhuǎn)矩極性鑒別器

3.DPZ(零電流檢測器)

(b)

(a)

圖1-10零電流檢測

零電流檢測器也是一個電平檢測器，其工作原理與轉(zhuǎn)矩極性鑒別器相同，在控制系統(tǒng)

中進(jìn)行零電流檢測，其原理圖和輸入輸出特性分別如圖1-10（a）和1-10（b）所示。

4.DLC（邏輯控制器）

邏輯控制器適用于直流電動機(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，它對轉(zhuǎn)矩

極性指令和主回路零電流信號進(jìn)行邏輯運(yùn)算，切換加于正組橋或反組橋可控硅整流裝置上

的觸發(fā)脈沖。邏輯電路除了功率輸出級外，全部采用CMOS集成化與非門電路組成。對于與

非門電路來說，只有當(dāng)輸入端全部為“1”信號（高電平）時，其輸出才為零（低電平）；

只要輸入端中任一個“0”信號，其輸出便為“1”信號。

其原理圖如圖1-11所示。DLC主要由邏輯判定電路，延時電路，邏輯保護(hù)電路，推。

環(huán)節(jié)等組成。

圖『11邏輯控制

A.邏輯判定環(huán)節(jié)邏輯判定環(huán)節(jié)的任務(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狀態(tài)，正確地判定晶閘管的觸發(fā)脈沖是否需要進(jìn)行切換（由UM是

否變換狀態(tài)決定）及切換條件是否具備（由Ui是否由“0”態(tài)變“1”態(tài)決定）。即當(dāng)UM

變換后，零電流檢測器檢測到主電路電流過零）時，邏輯判定電路立刻翻轉(zhuǎn)，

同時應(yīng)保證在任何時刻邏輯判定電路的輸出Uz和UF狀態(tài)必須相反。

B.延時環(huán)節(jié)要使正，反兩組整流裝置安全，可靠地切換工作，必須在邏輯無環(huán)

流系統(tǒng)中邏輯判定電路發(fā)出切換指令Uz或UF后。經(jīng)關(guān)斷等待時間tl（3ms）和觸發(fā)等待時間

t2（10ms）之后才能執(zhí)行切換指令，故設(shè)置相應(yīng)的延時電路，電路中VD1、Cl,VD2、C2起

tl的延時作用，VD3、C3,、VD4、C4起t2的延時作用。

C.邏輯保護(hù)環(huán)節(jié)邏輯保護(hù)環(huán)節(jié)也稱多一保護(hù)環(huán)節(jié)。當(dāng)邏輯電路發(fā)生故障時，Uz、

UF的輸出同時為“1"狀態(tài)，邏輯控制器兩個輸出端Ublr和Ublf全為“0"狀態(tài)，造成兩組整流

裝置同時開放，引起短路環(huán)流事故。加入邏輯保護(hù)環(huán)節(jié)后，當(dāng)Uz、UF全為“1"狀態(tài)時，使

邏輯保護(hù)環(huán)節(jié)輸出“A”點(diǎn)電位變?yōu)椤?“，使Ublf和Ublr都為高電平，兩組觸發(fā)脈沖同時封鎖,

避免產(chǎn)生短路環(huán)流事故。

D.推°環(huán)節(jié)在正，反橋切換時，邏輯控制器中D2:10輸出“1“狀態(tài)信號，將此信

號送入ACR的輸入端作為脈沖后移推時旨令，從而可避免切換時電流的沖擊。

E.功率放大輸出環(huán)節(jié)。

由于與非門輸出功率有限，為了能可靠推動脈沖門I或II,故加了由VI和V2_組成的

功率放大級，由邏輯信號ULKI或Ug進(jìn)行控制,或?yàn)椤巴ā保颉皵唷眮砜刂朴|發(fā)脈沖門I或

觸發(fā)脈沖門Iio

四.MCL05掛箱

MCL-05掛箱為觸發(fā)電路專用掛箱，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)挑選開關(guān)”，可根據(jù)需要挑

選“單結(jié)管”，“正弦波”，“鋸齒波”等觸發(fā)電路。

當(dāng)外加同步電壓220V為時，通過觸發(fā)電路挑選直鍵開關(guān)可挑選輸出至單結(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,15,7V

1.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VI,V2等組成的等效可變電阻等組成，其原

理圖如圖1-12所示。

1N4007

1N4007

圖1T2單結(jié)晶體管觸發(fā)電路

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)行削波，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，梯形波通過

R7,V2向電容C2充電，當(dāng)充電電壓達(dá)到單結(jié)晶體管的峰點(diǎn)電壓時，單結(jié)晶體管V3導(dǎo)通，

從而通過脈沖變壓器輸出脈沖。同時C3經(jīng)V3放電，由于時間常數(shù)很小，Uc2很快下降至

單結(jié)晶體管的谷點(diǎn)電壓,V3重新關(guān)斷，C2再次充電。每個梯形波周期，V3可能導(dǎo)通，關(guān)斷

多次，但只有第一個輸出脈沖起作用。電容C2的充電時間常數(shù)由等效電阻等決定，調(diào)劑

RP3的滑動觸點(diǎn)可改變VI的基極電壓，使VI,V2都工作在放大區(qū)，即等效電阻可由RP1

來調(diào)劑，也就是說一個梯形波周期內(nèi)的第一個脈沖顯現(xiàn)時候（控制角）可由RP1來調(diào)劑。

元件RP1裝有面板上，同步信號已在內(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形成放大等環(huán)節(jié)組成,其原理圖如圖1-13所示。

同步信號由同步變壓器副邊提供。晶體管VI左邊部分為同步移相環(huán)節(jié)，在VI的基極

上綜合了同步信號UT,偏移電壓Ub及控制電壓Uct,RP2可調(diào)齊UUb,調(diào)劑Uct可改變觸發(fā)

圖1T3正弦波觸發(fā)電路

電路的控制角。脈沖形成放大環(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的集電極通過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，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)劑元件均裝在面板上，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，鋸齒波形成，移相控制，脈沖形成，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)

生的時刻和寬度。由VST1,V1,R3等元件組成的恒流源電路及V2,V3,C2等組成鋸齒波形成

環(huán)節(jié)?？刂齐妷篣ct,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)成脈沖形成放大環(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使用說明

MCL06為單相并聯(lián)逆變和直流斬波器專用掛箱。

1.單相并聯(lián)逆變觸發(fā)電路

以555集成時基電路為基礎(chǔ)振蕩電路，通過雙D觸發(fā)器二分頻得到相位差180°的觸

發(fā)脈沖，經(jīng)三極管VI,V2功率放大后交替觸發(fā)主電路的兩個晶閘管。振蕩頻率由電位器RP

進(jìn)行調(diào)劑，555的輸出“3”接至4013的CLK端，輸出為相位相差180°的脈沖。

單相并聯(lián)逆變觸發(fā)電路原理圖見圖1-15

圖1T6斬波器主電路

圖『15單相并聯(lián)逆變觸發(fā)電路

2.斬波器主電路

圖1一16所示的是一脈寬可調(diào)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)。

3.UPW（脈寬調(diào)制器）

脈寬調(diào)制器UPW的第一級為由幅值比較電路和積分電路組成的一個頻率和幅值均可

調(diào)的鋸齒波發(fā)生器。電位器RP2用來調(diào)劑鋸齒波的幅值，電位器RP1用來調(diào)劑鋸齒波的頻

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，則在方波的前沿和后沿分別產(chǎn)生兩個脈

沖，如圖所示，其后沿脈沖隨方波的寬度變化而移動，前沿脈沖相位則保持不變。將此兩

脈沖通過功放級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。

圖1T7斬波器觸發(fā)電路

六.MCL—07掛箱

MCL-07掛箱由GTR驅(qū)動電路、MOSFET驅(qū)動電路、IGBT驅(qū)動電路、PWM發(fā)生器、

主電路等部分組成。

1.GTR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、保護(hù)電路等?？蓪怦畹奶匦?延遲時間、上升時間、下降時間)，貝克電路對GTR

通、關(guān)斷特性的影響，不同的串、并聯(lián)電路對GTR開關(guān)的影響以及保護(hù)電路的工作原理進(jìn)

行研究和分析。

2.MOSFET電路：內(nèi)含高速光耦、比較器、推挽電路、MOSFET功率器件等。可對

高速光耦、推挽驅(qū)動電路、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)行研究。

3.IGBT電路：采用富士IGBT專用驅(qū)動芯片EXB841,線路典型，外擴(kuò)過流保護(hù)電

路?？蓪XB841的驅(qū)動電路各點(diǎn)波形以及1GBT的開關(guān)特性進(jìn)行研究。

特點(diǎn)：

(1)線路典型，注重對基本概念的了解，力求通過實(shí)驗(yàn)，使學(xué)生對自關(guān)斷器件的特性

有比較深刻的懂得。

(2)由于接線比較多，設(shè)計(jì)時充分考慮到學(xué)生實(shí)驗(yàn)時可能產(chǎn)生的誤操作，保護(hù)功能完

善，可靠性高。

使用注意事項(xiàng)：

(1)面板上有比較多的扭子開關(guān)控制電源，需注意扭子開關(guān)的通斷。

(2)GTR采用較低頻率的PWM波形驅(qū)動，MOSFET、IGBT采用較高的PWM波形

驅(qū)動。

（2）由于接線頭采用防轉(zhuǎn)動疊插頭，使用時需注意防轉(zhuǎn)動疊插頭導(dǎo)線的導(dǎo)通，以免觀

察不到波形。

七.MCL—08掛箱

MCL—08掛箱由直流變換電路（Buck-Boost電路）和電流控制型脈寬調(diào)制開關(guān)穩(wěn)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)行隔離經(jīng)過推挽電路驅(qū)動

GTR。555產(chǎn)生波形的占空比可由電位器進(jìn)行調(diào)劑，頻率約為8K左右。斬波電路主回路的

功率器件采用GTR（10A,800V）,輸入電壓為15V,輸出電壓為7.5~30V之內(nèi)可調(diào)。

按流過電感L的電流在周期開始時是否從0開始,可分為連續(xù)或不連續(xù)工作狀態(tài)兩種模式。

實(shí)驗(yàn)中，可分別觀察兩種模式下，電感電流記、二極管電流ivD、GTR電流田T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，通過實(shí)驗(yàn)使學(xué)生對開關(guān)電源的

工作原理以及UC3842的應(yīng)用有一定的了解，UC3842脈寬調(diào)制器的具體說明可參見第二章

的有關(guān)內(nèi)容。

八.MCL—09掛箱:

MCL—09掛箱為電機(jī)變頻調(diào)速專用掛箱，它由主回路和控制回路組成，現(xiàn)分別說明：

1.主回路

主回路結(jié)構(gòu)如下圖。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。若不用限流電阻，當(dāng)系統(tǒng)合閘時會有相當(dāng)大的

充電電流，可能會燒毀濾波大電容和整流模塊。不過，限流電阻也不是一直串聯(lián)在回路中，

只是在電容剛開始充電時進(jìn)行限流，當(dāng)電容兩端的電壓充到一定值時，繼電器收合，把限

流電阻R,短路。

直流環(huán)節(jié)濾波電容為2200MF/450V,電路中電容C2、二極管VD和電阻構(gòu)成一個

典型的吸取緩沖電

路。主回路工作時，

因?yàn)楣β势骷_關(guān)

頻率很高，開關(guān)動作

時會在直流環(huán)節(jié)中

產(chǎn)生電流突變，若直

圖1T8變頻調(diào)速主回路

流環(huán)節(jié)存在電感，則可能在功率器件兩端產(chǎn)生很大的尖峰電壓，吸取緩沖電路的作用就是

吸取排除此尖峰電壓。

電容電壓的檢測用電阻R2和R3分壓進(jìn)行檢測，分別控制繼電器K和過壓保護(hù)電路。

功率器件采用三菱智能IGBT模塊。內(nèi)含過壓、過流、過熱保護(hù)，是一種新型的功率

器件。具有驅(qū)動電路簡單、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機(jī)專用變頻芯片80C196MC,內(nèi)含六路

PWM輸出，其低電平有效，可直接驅(qū)動隔離控制電路和驅(qū)動電路的光電耦合器，因此可直

接用于控制三相逆變器中的六個主開關(guān)器件驅(qū)動級。

80C196MC的具體說明可參考有關(guān)資料。

九.MCL—10掛箱:

MCL—10為直流脈寬調(diào)速專用掛箱，原理框圖如圖1—19。

在結(jié)構(gòu)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?，正常情形下，交流輸入?20V,經(jīng)過整流

后變?yōu)?00V直流電，電阻Ri為起動限流電阻，濾波電容C為470UF/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)上可得到十或一的直流電壓。H橋

的具體工作原理可參考有關(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、VT4

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

電流反饋信號。

電阻R2在本實(shí)驗(yàn)箱中有兩個作用。第一，可用來觀察波形，R2的阻值為1Q，其上的

電壓波形反映了主回路的電流波形。第二，作為過流保護(hù)用。當(dāng)R2的電壓超過整定值后，

過流保護(hù)電路動作，關(guān)閉脈沖，從而保護(hù)功率MOS管。

2.控制回路

控制回路采用SG3525構(gòu)成，SG3525的具體參數(shù)可參見實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書的第三章。

SG3525的13腳輸出占空比可調(diào)（改變9腳電壓）的脈沖波形（占空比調(diào)劑范疇不小

于0.1~0.9）,同時頻率可通過充放電時間的不同而改變（通過鈕子開關(guān)S1調(diào)劑），經(jīng)過

RC移相后，輸出兩組互為倒相，死區(qū)時間為511s左右的脈沖（觀察“33”端和“34”端）,

經(jīng)過光耦隔離后，分別驅(qū)動四只MOS管，其中VT1、VT4驅(qū)動信號相同，VT2、VT3驅(qū)

動信號相同。

為了保證系統(tǒng)的可靠性，在控制回路設(shè)置了保護(hù)線路，一旦顯現(xiàn)過流，保護(hù)電路輸出

二路信號，分別封鎖SG3525的脈沖輸出和與門的信號輸出。

面板的左端為正、負(fù)給定。當(dāng)鈕子開關(guān)S5打向“土給定”，S4打向“正給定”時，

“24”端輸出一15V,同時調(diào)劑電位器RP3,“23”可得到0~12V的正電壓輸出；當(dāng)S4打

向“負(fù)給定”時，調(diào)劑RP4,“23”可得到0-12V的負(fù)電壓輸出。當(dāng)鈕子開關(guān)S5打向“0”

時，“23”端輸出0V,同時“24”端輸出為0V,封鎖控制電路的工作。

十.MCL—11掛箱:

MCL-11掛箱分成兩部分：正弦波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1—3。

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)動信號，分別驅(qū)動功率場效應(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，幅度可通過電位器RP進(jìn)行改變。

圖1-20

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)污染少、波形畸變小等優(yōu)點(diǎn)。其原理框圖如圖1—21。

輸入交流電壓為220V,經(jīng)過同步變壓器T后，分別形成兩路互為倒相的方波，寬度為

180°,分別對應(yīng)正弦波的正半周和負(fù)半周，由3525進(jìn)行調(diào)制（調(diào)制頻率約為2.5kHz）后，

經(jīng)過隔離及驅(qū)動電路，分別驅(qū)動兩路功率場效應(yīng)管。

工作過程為：

當(dāng)輸入交流電處于正半波時，經(jīng)調(diào)解制的方波信號施加于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，方波信號加于VT1、VT2控制電壓為0,交流電經(jīng)過VTK

VD2、R、L構(gòu)成回路，從而在R上得到一完整的經(jīng)過調(diào)制的單相正弦波交流電，有效值通

過調(diào)劑脈沖的占空比進(jìn)行改變。

調(diào)制、隔離及驅(qū)動

圖1-21

第2章現(xiàn)代電力電子芯片介紹

集成模塊驅(qū)動電路EXB840

目前較多使用EXB系列集成模塊驅(qū)動IGBT。它比分立元件的驅(qū)動電路有體積小，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2—1示。

內(nèi)部結(jié)構(gòu)簡圖如圖2—1(a)所示。圖2—1(b)為其典型應(yīng)用電路。

表2—1EXB系列各腳功能表

腳號功能說明

1士Vc的地；與IGBT的發(fā)射極相接

2電源端，一樣值為20伏

3驅(qū)動輸出，經(jīng)柵極電阻Rg與IGBT相連

4外接電容器，防止過電流保護(hù)環(huán)節(jié)誤動作

5內(nèi)設(shè)的過電流保護(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，作為過流信號之一。

7,8可不接

9電源地端

10,11可不接

12,13,16

14驅(qū)動信號輸入(一)

15驅(qū)動信號輸入(+)

(b)

2T(a)EXB840驅(qū)動器內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖和(b)EXB840典型應(yīng)用圖

EXB840能驅(qū)動75A,1200V的IGBT管。加直流20V作為集成塊工作電源。開關(guān)頻

率在40千赫以下，整個驅(qū)動電路動作快，信號延時不超過1.5微秒。內(nèi)部利用穩(wěn)壓二極管

產(chǎn)生一5V的電壓，除供內(nèi)部應(yīng)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2-2有過流檢測，保護(hù)及軟關(guān)斷功能的線路示意圖

圖2—2為有過流檢測輸入和過流保護(hù)輸出的一種典型應(yīng)用。當(dāng)IGBT顯現(xiàn)過流時，腳

5顯現(xiàn)低電平，光耦SOI有輸出，對PWM信號提供一個封鎖信號，該信號使PWM驅(qū)動脈

沖輸出轉(zhuǎn)化成一系列窄脈沖，對EXB840實(shí)行軟關(guān)斷。如圖2—3所示，此電路中具有記憶、

封鎖保護(hù)功能外，還具有較強(qiáng)的抗干擾能力，在真正過流時（即信號連續(xù)10ns以上）才

發(fā)生控制動作，關(guān)斷IGBT。

圖2-3具有記憶、封鎖保護(hù)功能的線路示意圖

電流控制型脈寬調(diào)制器

一樣脈寬調(diào)制器是按反饋電壓來調(diào)劑脈寬的。所謂電流控制型脈寬調(diào)制器是按反饋電

流來調(diào)劑脈寬的。在脈寬比較器的輸入端直接用流過輸出電感電流的信號與誤差放大器輸

出信號進(jìn)行比較，從而調(diào)劑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

結(jié)構(gòu)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)響應(yīng)特性都有提高，是目前比較理想的新型的控制器。

UC3842脈寬調(diào)制器的工作原理及方框圖

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解決方案。這種集成電路的特點(diǎn)是有一個調(diào)

定的振蕩器，用來精確地控制占空比。有一個經(jīng)過溫度補(bǔ)償?shù)幕鶞?zhǔn)電壓，一個高增益誤差

放大器、電流傳感比較器和一個適用于驅(qū)動功率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。

5V基準(zhǔn)

50mA

輸出

6

02-4UC3842脈寬調(diào)制器方樞圖

它還具有一些保護(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

周期的電流限制、可控制的輸出死區(qū)時間和用來記錄單脈沖的鎖存器。

圖2—4示出UC3842的內(nèi)部方框圖。由圖可知，其引腳有8個，但一樣可以使用內(nèi)部

E/A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（