第10章 西北工业大学电力电子.ppt

7)电流取样尖峰消取 图10-6 消取电流取样的前沿尖峰电路由于UC1846为峰值电流取样，取样电流信号前沿尖峰很大，严重时影响工作，为消取电流取样的前沿尖峰，设计了消取电流取样的前沿尖峰电路,工作原理如图10-6所示，信号如图10-7所示。 图10-6 消取电流取样的前沿尖峰电路 第三十页，共八十一页。 图10-7 各点信号 第三十一页，共八十一页。 9）系统设计 综上所考虑，小灵通基站电源的系统电路图如图10-8所示。由功率电路（主电路，包括输入EMI，H桥，输出整流滤波）、控制电路（包括UC3846、电压取样电路、电流取样尖峰消取电路）和驱动电路（IR2110驱动）组成。 第三十二页，共八十一页。 图10-8 略去保护电路的小灵通基站电源电路图 返回 第三十三页，共八十一页。 §10.2 直流电机调速 1专用集成电路UC3637控制器电路设计 UC3637是直流电动机脉宽调制（PWM）控制器。该集成电路用于开环或闭环直流电动机速度控制。输出两路PWM脉冲信号，这两路信号与误差电压信号的幅值成正比，且与极性相关，可构成双向的调速系统。该控制器还可以用于其他电动机PWM控制，例如无刷直流电动机PWM速度控制、位置控制等。 1）UC3637的特点 单电源或双电源工作，±2.5V — ±20V； 双路PWM信号输出，驱动电流能力为100 mA；限流保护；欠电压封锁；有温度补偿，2.5V阈值的关机控制。 2）结构与功能 UC3637结构功能图如图10-9，可以看出UC3637主要由下列几部分组成：三角波发生器：CP，CN，S1，SR1；PWM比较器：CA，CB；输出控制门：NA，NB；限流电路：CL，SRA，SRB；误差放大器：EA；关机比较器：CS；欠电压封锁电路：UVL。 第三十四页，共八十一页。 图10-9 UC3637的结构功能图 第三十五页，共八十一页。 如图10-10所示，在正电源和负电源之间串接 R1、R2、R3三个电阻（其中R1=R3），两个分压点分别接(１脚)和(3脚)，作为阈值电压。2脚和18脚分别接电容CT和电阻RT，电容和电阻另一端都接地。+VTH 还通过内部的缓冲电路与RT作用产生给电容CT充电的恒流Is。当CT以恒流线性充电，2脚电压达到VTH时，比较器CP（1、2脚为输入）触发触发器的端，使为高电平，关闭相应开关。负电流-IS接2脚，CT以线性放电，到-VTH时，比较器CN（3、2脚为输入）触发RS触发器的复位端R，引起电容的重新充电过程。产生的三角波电压信号峰—峰值为 ，其频率由CT、RT决定。 图10-10 三角波发生器电路 第三十六页，共八十一页。 参看图10-11比较器连接图，比较器CA和CB的（10脚）、（8脚）连至2脚，得到三角波输入。外接控制信号（17脚）经过两个电阻分别接，并从（11脚）输入，从－Ｂin（9脚）输入。这两比较器的输出为双PWM信号，它们互为反相，并且在它们的前后沿都存在死区时间，见图10-12，比较器A和B的信号经门电路后输出（4脚）和（7脚）输出，门电路主要是进行欠电压封锁和过流封锁。 图10-11 比较器外电路连接图 第三十七页，共八十一页。 在图10-13中，利用RS作为电动机电流的检测电阻，检测信号从12和13脚输入。比较器CL设有200mV的阈值，当电动机电流增大而使RS上的电压达到这个阈值时，CL输出变为高电平，令SRA和SRB复位至低电平，进而使AOUT和BOUT变为低电平。 图UC3637内部的欠电压封锁电路。在电源电压低于+4.15V时作用，使输出AOUT和BOUT 锁定为低电平。关机控制比较器CS的反相输入端内接（VS-2.5V）电压，同相输入端接14脚。在14脚外接适当电路可以用来控制电动机的起停，或延时起动，或其他保护控制。 误差放大器：独立的误差放大器是一个高速运算放大器，典型带宽为1MHz，有低输出阻抗，可在闭环速度控制中作为速度调节器使用。 第三十八页，共八十一页。 图10-12 双PWM信号的产生 图10-13 限流保护电路图 第三十九页，共八十一页。 2主电路设计 可逆PWM变换器主电路有多种形式，最常用的是桥式(亦称H形)电路,如图10-14所示。这时，电动机M两端电压的极性随开关器件驱动电压的变化而变化，其控制方式有双极式、单极式、受限单极式等多种，这里采用最常用的双极式控制的可逆PWM变换器。双极式控制可逆PWM变换器的工作顺序如图10-15所示。 第四十页，共八十一页。 图10-15 双极式控制可逆PWM变换器 的驱动电压、输出电压和电流波形 图10-14 桥式可逆PWM变换器 第四十一页，共八十一页。 图id的两条电流波形，id1相当于一般负载时的情况，脉动