电力电子课程设计(第七、八、九章).doc

第七章 比较电路 本设计中需要比较电路，根据需要，选用了选用滞回比较器，因为具有滞回特性，即具有惯性特性，有一定的抗干扰能力。其电路图如图7.1所示。 如图7.1所示，滞回比较器引入了正反馈。 从集成运放输出端的限幅电路可以看出，u0=Uz。集成运放反相输入端电压uN=uI，同相输入端电位 图7.1 图7.2 电压传输特性曲线 uP= 令uN=uP，求出的ui就是阀值电压，因此得出 UT= 假设uI－UT,那么uN一定小于uP，因而u0=+UZ，所以up=+UT,当输入电压uI增大到+UT，在增大一个无穷小量时，输出电压u0才会从+UZ跃变为-UZ。同理，假设uI+UT，那uN一定大于uP，因而u0=-UZ，所以uP=-UT只有当输入电压uI减小到-UT时，再减小一个无穷小量时，输出电压u0才会从-UZ跃变为+UZ，即，u0从+UZ跃变为－UT的阀值电压是不同的电压传输特性如图7.2所示。 从电压传输特性曲线上可以看出,当－UTuI+UT时，u0可能是+UZ，也可能是－UZ。如果uI是从小于－UT的值逐渐增大到－UTuI+UT,那么u0应为+UZ;如果uI是从大于+UT的值逐渐减小到－UTuI+UT，那么u0应为－UT;曲线具有方向性。 实际上由于集成运放的开环差模增益不是无穷大，只有当它的差模输入电压足够大时，输入电压u0才为UZ。u0再从+UZ变为－UZ或从－UZ变为+UZ的过程中，随着uI的变化，将经过线性区，并需要一定的时间。滞回比较器中引入了正反馈，加快了u0的转换速度。 为使滞回比较器的电压传输特性曲线向左或向右平移，需将两个阈值电压叠加两个相同的正电压或负电压。把电阻R1的接地端接参考电压UREF，可达到此目的，图中有同相输入端的电位 uP=UREF 令uN=uP , 求出的uI就是阈值电压，因此得出 UT1=UREF－ UT2=UREF+UZ 两式中第一项是曲线在横轴左移或右移的距离，改变UREF极性即可改变曲线平移的方向。若是电压传输特性曲线上、下平移，则应改变稳压管的稳定电压。 第八章 死区生成电路 为了防止三相桥式电压型逆变主电路中的上下臂直通而造成短路，留一小段上下臂都施加关断信号的死区时间，所以引入了死区生成电路，其电路图如图8.1所示： 图8.1 其工作原理如下： 本设计的H桥功率集成电路的工作电压高达35V，而且其峰值电流可达到A。如果H桥同臂高低端两个DMOS功率器件发生直通，则流过器件的电流将会非常大，很易使器件烧毁。因此，必须采取措施来防止工作过程中同臂高低端两个功率器件发生直通。在电路的操作过程中，一般有两种情况会造成功率器件的直通： (1)输入的高、低端两路驱动信号相位不匹配，有同时为高电平的部分， 造成被驱动的高端和低端两个功率管在这段时间内同时开启； (2)功率器件的关断时间过长，使得高端和低端两个功率器件中，一个器件还未完全关闭，另一个件就已经开启。因此，电路中首先要消除高低压端两路信号为高电平的部分，其次要在两路信号间产生一个死区时间，以保证高端和低端两个功率器件在一个完全关闭后，另一个才开启。 我采用了高低端驱动信号死区产生电路（Dead time）来实现这一功能。电路的主体部分是采用的RC 延迟结构，如图3-25 所示。 其仿真结果如图3-26 所示，同臂高低端功率器件开关延迟时间为0.7us。 实现死区产生时间（Dead time），的功能。从图中我们可以看出，啵ad Ti。l=t3．t1，tD。adTi。正叫1+1[2共同组成了控制高低端。 根据电容充放电特性 Ucmax=5V 不妨令t=7us，则两边同时取对数 ln5=- 因此 RC=4.3s 所以可以取C=104pF ， R=41.3KΩ 第九章 驱动电路 由于三相桥式电压型逆变电路中采用的IJBT管，它在使用的时候需要驱动电路，才能使IGBT管子正常地开通和关断。 IGBT的驱动电路必须具备2个功能：是实现控制电路与被驱动IGBT栅极的电隔离； 是提供合适的栅极驱动脉冲。实现电隔离可采用脉冲变压器、微分变压器及光电耦合器。 图9.1