SG3525斩控式单相交流调压电路设计要点.pdf

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1、1 目录 第 1 章概述 - 2 1.1 课题设计目的及意义 - 2 1.2 优势 - 3 第章设计总体思路 - 4 2.1 系统总体方案确定- 4 2.2 交流斩波调压的基本原理- 8 第 3 章主电路设计与分析- 9 3.1 主要技术条件及要求- 9 3.2 开关器件的选择 - 9 3.2.1开关管 IGBT的选择 - 9 3.2.2续流二极管的选择 - 9 3.2.3具体参数计算- 10 3.3 主电路结构设计 -11 3.5 主电路保护设计 - 12 第 4 章控制及驱动电路设计- 14 4.1 主控制芯片的详细说明 - 14 4.1.1芯片的选择 - 14 4.1.2芯片的详细介绍

2、- 14 4.1.3 芯片的工作原理- 16 4.2 驱动电路设计 - 17 第 5 章 保护电路及设计- 19 5.1 过零检测及续流触发电路- 19 5.2 输出限流电路- 20 5.3 输入过压电路 - 20 5.4 结果分析 - 21 第 6 章 总结与体会 - 24 附 录- 25 参考文献 - 26 2 第 1 章概述 1.1 课题设计目的及意义 单相交流电源的应用是非常广泛的。比如在农村、轻工业、家用电器 等小功率传动领域以及电力机车供电系统。对于单相交流电源， 调压和稳 压是最为普遍的要求。目前能够实现这一要求的调压器有下面三种： 1)磁饱和式调压器该调压器通过控制主电路中电感

3、的饱和程度，以 改变电抗值以及其上的电压， 实现对输出电压的调节。 这种调压器具有一 定的动态性能，但输出电压的调节范围小，体积和重量较大。 2)机械式调压器机械式调压器由电动机带动碳刷实现输出电压的 调节。这种调压器输出波形较好，但体积、重量大，动态性能差。 3)电子式调压器这种调压器采用电力电子器件实现。目前有晶闸管 凋压器和逆变式调压器两种。 晶闸管调压器采用的是相控方式，因此其输 出波形差； 逆变式调压器采用的是斩波控制方式，其输出波形和动态响应 较好。 在工业生产及日用电气设备中， 有不少交流供电的设备采用控制交流 电压来调节设备的工作状态，如加热炉的温度、电源亮度、小型交流电机 的

4、转速等。 这样就需要设计一种交流调压电路来控制，其基本原理是把两 个晶闸管反并联后串联在交流电路中,通过对晶闸管的控制就可以控制交 流电力。在每一个周波内通过对晶闸管开通相位的控制，可以方便地调节 输出电压的有效值， 这种电路称为交流调压电路。用在电热控制、交流电 动机速度控制、 灯光控制和交流稳压器等场合。采用晶闸管作为开关元件 的典型单相交流调压电路如图1 所示。常用通断控制或相位控制方法来调 节输出电压。 3 交流调压电路也广泛用于灯光控制（如调光台灯和舞台灯光控制）及 异步电动机的软起动，也用于异步电动机调速。在供用电系统中，这种电 路还常用于对无功功率的连续调节。 此外， 在高压小电

5、流或低压大电流中， 也常采用交流调压电路调节变压器一次电压。如采用晶闸管相控整流电 路，高电压小电流可控直流电源就需要很多晶闸管串联，同时，低电压大 电流直流电源需要很多晶闸管并联。这都是十分不合理的。 采用交流调压 电路在变压器一次侧调压， 其电压电流值都不太大也不太小，在变压器二 次侧只要用二极管整流就可以了。这样的电路体积小、成本低、易于设计 制造。 1.2 优势 交流调压是指把一种交流电变成另一种同频率，不同电压交流电的变 换。 按所变换的相数不同交流调压电路可分为单相交流调压电路和三相交 流调压电路。前者是后者的基础。与自耦变压器调压方法相比，交流调压 电路控制方便， 调节速度快，

6、装置的重量轻、 体积小，有色金属消耗也少。 4 第章设计总体思路 2.1 系统总体方案确定 交流调压的控制方式有三种：1磁饱和式调压器； 2 机械式调压器； 3 电子式调压器。整周波控制调压适用于负载热时间常数较大的电热 控制系统。 电子式调压器这种调压器采用电力电子器件实现。目前有晶闸 管凋压器和逆变式调压器两种。晶闸管调压器采用的是相控方式，因此其 输出波形差； 逆变式调压器采用的是斩波控制方式，其输出波形和动态响 应较好。晶闸管导通时间与关断时间之比，使交流开关在某几个周波连续 导通，某几个周波连续关断，如此反复循环地运行，其输出电压的波形如 图 2 所示。改变导通的周波数和控制周期的周

7、波数之比即可改变输出电 压。为了提高输出电压的分辨率，必须增加控制周期的周波数。为了减少 对周围通信设备的干扰， 晶闸管在电源电压过零时开始导通。在负载容量 很大时，开关的通断将引起对电网的冲击，产生由控制周期决定的分数次 谐波，这些分数次谐波引起电网电压闪变。这是其缺陷。 相位控制调压利用控制触发滞后角 的方法 , 控制输出电压。晶闸管 承受正向电压开始到触发点之间的电角度称为触发滞后角。 在有效移相 5 范围内改变触发滞后角， 即能改变输出电压。 有效移相范围随负载功率因 数不同而不同，电阻性负载最大, 纯感性负载最小。图3 是阻性负载时相 控方式的交流调压电路的输出电压波形。相控交流调压

8、电路输出电压包含 较多的谐波分量， 当负载是电动机时， 会使电动机产生脉动转矩和附加谐 波损耗。另外它还会引起电源电压畸变。 为减少对电源和负载的谐波影响， 可在电源侧和负载侧分别加滤波网络。 斩波控制调压使开关在一个电源周期中多次通断，将输入电压切成几 个小段，用改变小段的宽度或开关通断的周期来调节输出电压。斩控调压 电路输出电压的质量较高, 对电源的影响也较小。图4 是斩波控制的交流 调压电路的输出电压波形。 6 在斩波控制的交流调压电路中，为了在感性负载下提供续流通路，除了串 联的双向开关 S1外，还须与负载并联一只双向开关S2。当开关 S1导通， S2关断时，输出电压等于输入电压；开关

9、S1关断， S2导通时 , 输出电压为 零。控制开关导通时间与关断时间之比即能控制交流调压器的输出电压。 开关 S1、S2动作的频率称斩波频率。斩波频率越高, 输出电压中的谐波电 压频率越高 , 滤波较容易。当斩波频率不是输入电源频率的整数倍时，输 出电压中会产生分数次谐波。当斩波频率较低时，分数次谐波较大，对负 载产生恶劣的影响。 将斩波信号与电源电压锁相，可消除分数次谐波。斩 波控制的交流调压电路的功率开关元件必须采用功率晶体管或其他自关 断元件，所以成本较高。 斩波控制方式时， 晶闸管要带有强迫关断电路或采用IGBT、 MOSFIT 等可自关断器件，在每个电压周波中，开关元件多次通断，使

10、电压斩波成 多个脉冲， 改变导通比即可实现调压。 本次课程设计采用斩波控式制单相 交流调压。 7 斩控式交流调压电路的原理图如图5 所示，一般采用全控型器件作 为开关器件。 其基本原理和直流斩波电路有类似之处，只是直流斩波电路 的输入是直流电压， 而斩控式交流调压电路的输入是正弦交流电压。在交 流电源 u1的正半周，用 V1 进行斩波控制，用V3 给负载电流提供续流通 道；在 u1的负半周，用 V2 进行斩波控制，用 V4 给负载电流提供续流通 道。设载波器件（ V1 或 V2）导通时间为ton，开关周期为T，则导通比 a=ton/T。和直流斩波电路一样，也可以通过改变a来调节输出电压。 图

11、5给出了电阻性负载时负载电压u0和电源电流 i1(也就是负载电流 ) 的波形。可以看出， 电源电流的基波分量是和电源电压同相位的，即位移 因数为 1。另外，通过傅里叶分析可知，电源电流中不含低次谐波，只含 和开关周期T 有关的高次谐波。 这些高次谐波用很小的滤波器即可滤除。 这时电路的功率因数接近1。 本次课程设计所用的斩控式单相交流调压电路的结构框图如图6 所 示，首先是交流输入电压为220V，经滤波后用全控型开关器件进行斩波， 输出电压为0160 V，然后在其输出取样电流，进行过压检测保护。时 钟震荡器及脉宽 PWM 调制均由芯片形成控制部分。 图 5 晶闸管斩控式调压电路 8 图 6 电

12、路的结构框图 2.2 交流斩波调压的基本原理 交流斩波调压的原理波形如图7 所示。由图可知，它是用一组频率恒 定、占空比可调的脉冲，对正弦波电压进行调制后，得到边缘为正弦波、 占空比可调的电压波形。 该电压的调制频率f0， 其基本谐波频率为土50Hz。 改变占空比，即可改变输出电压。利用具有自关断能力的电力半导体器 件就可方便地构成交流斩波调压电路。 图 7 交流斩波调压原理波形 9 第 3 章主电路设计与分析 3.1 主要技术条件及要求 要求用斩波控制的方式实现单相交流调压，功率因数好，谐波小，输 出的波形要好。输入电压是交流220V，输出电压要求是0160 V，最大 输出电流为 200A，

13、功率因数大于或等于0.7。能同时实现电压电流的检测 及过压过流等一些故障的保护。 3.2 开关器件的选择 3.2.1 开关管 IGBT的选择 开关管 IGBT的耐压值，当开关管截止时，续流二极管导通，稳压电 源的全部输入电压都加在开关管的集射极间，因此，开关管的耐压值VCBO 必须大于交流电路的输出电压Uwi，考虑到其他因素的影响，开关管集射 级间电压 U 按下式选取： VUU wi 5005.2 当开关管导通时， 负载电流及电容充电电流都通过开关管，因此开关管的 集电极电流必须大于负载电流，开关管的最大集电极IB 可由下式求得， 取开关管的截止时间为2S： off wi B t L U II

14、 2 0 += =21A 式中 I0为负载的电流， Uwi为整流输出电压， toff为开关管的截止时间。 3.2.2 续流二极管的选择 当开关管截止时， 续流二极管导通，通过续流二极管传输到负载由 10 此可知，续流二极管的正向额定电流必须大于开关管的最大集电极电 流当开关管饱和时，集电极间的电压可以忽略不记，续流二极管的耐压 值必须大于前级整流电路的输出电压Uwi。本实验续流管仍然选用的是 IGBT。 电感的选取 电感可以由下式求得： i U U fUI U L 0 min0 0 1 2 （1.4 ） 式中 U0为输出电压， Ui是输入电压， omin为电感续流的临界负荷电流。 输出电容可以

15、按照经验值取1000F/A。 3.2.3 具体参数计算 给定参数为 U1=200V,Id=18A 1、U0的计算 U0最小值为 0，最大值为 220V。这里选取 200V。 则 电阻为 R=U0/Id=10 功率因素 =U0/U1=0.99 2、二极管参数计算 二极管承受反向最大电压Udm=1.414U1=282V ，考虑2 倍裕量，则 Uvd=2*282=564V 取 600V 。 VD1 、VD2的有效电流 I VT=0.5*Id=9A，考虑 2 倍裕量，因此取 Id=18A。 VD3 、VD4的有效电流为 0，因为 VD3 、VD4属于续流部分，此部分输出 电压为 0，固电流也为 0。

16、11 4、IGBT及续流管的选择 因为 U1=200V ，取 3 倍裕量，选耐压为600V以上的 IGBT。由于 IGBT 是以最大标注且稳定电流与峰值电流间大致为四倍关系，故应选用大于4 倍额定负载电流的IGBT为宜，因此选用 72A,额定电压 600V左右的 IGBT。 因为续流管也是 IGBT ，固可以同上。 3.3 主电路结构设计 在考虑到减少电路误差的情况下，我们采用了如图8 所示的主电路， 主回路由 QlQ3三个 VMOS 管和 D1D3 三个二极管组成的全控整流电 路实现对交流输入电压的斩波调压。当交流输入电压在正半周时， 电流流 经 VD1、 Q3、 VD3； 当交流输入处于负

17、半周时， 电流流经 VD2、 Q3、 VD4、 ； Q3 始终处于正向电压作用下，当在Q3 源栅极之间加入触发信号时，Q3 处于开关状态。 调整加在栅极上的脉冲宽度即可调节输出电压的大小。由 于 Q3 处于开关状态， 且 VMOS 管具有很小的关断时间， 只要适当选择较 低的饱和压降， Q3 的功耗可以做得很小，所以该斩波调压具有较高的效 率。考虑到负载可能为感性的，加了由Q1、Q2 及 D1、D2 组成的续流环 节。当 Q3 关断时，在电压处于正半周时，Q2 导通， Q1 关断，流经负载 的电流通过 Q2、D1 续流。在电压负半周，Q1 导通， Q2 关断，流经负 载的电流通过 Q1、D2

18、续流。为防止 Q1、Q 2、Q3 同时导通而引起较大 的短路电流，对加在Q1 和 Q2 上的触发信号有一定要求，这在过零触发 电路中讨论。图中L1、C1 为电源滤波网，以吸收瞬态过程中的过电压， 并减少对外线路的干扰。L2、C2 为输出滤波环节，由于本机调制频率取 得较高，所以 L2 和 C2 只需很小值即可。其中每个VMOS 管都有保护装 置如图所示。 12 图 8 主电路图 其中 Q3 的 PWM 波控制由 PWM 波发生器通过对给定的调整产生， 输出占空比一定的PWM 波。 3.5 主电路保护设计 为使主电路长期稳定、 安全可靠地工作， 必须设计各种类型的保护电 路，避免因电路出现故障、

19、 使用不当或条件发生变化而损坏电路上的零器 件。主电路的保护分为两大类： 第一类是芯片内部的保护电路。上面的主 电路图设计中，在开关器件Q3 的触发控制电路中将提供过流保护，在后 面的控制电路中将会介绍。 第二类是外部保护电路， 主要包括过流保护装 置（如保险管、自恢复保险丝、熔断电阻器等）、启动限流保护电路、漏 极钳位保护电路（或R、C、VD 型吸收电路）、输入欠压保护电路、输入 13 过压保护电路。本次外部电路过压保护的设计采用接触器的方式，具体 电路如下图所示。 图 9 主电路保护 在主电路上有一个线圈 KM 的常闭触点，在电路的输出端用一变压 器进行降压然后再用整流桥进行整流使之变成直

20、流电，输出电压与比较 器上设定的正5 伏电压相比较，如果电路出现了过电压的现象，输出电 压就会高于设定值，比较器就会输出电压，使三极管导通，这样就会使 线圈 KM的保护电路接通，线圈就会被通电，KM在主电路的常闭触点就 会断开，从而达到保护主电路的作用。 67 Title Nu mberSize A3 Date:1 7-Jan -2 007Shee File:高频交流 调压斩波图.DDBDraw R2 0 +12 +12 OUTV +12 V KM Rc Re R2 4 电 流 取 样 14 第 4 章控制及驱动电路设计 4.1 主控制芯片的详细说明 4.1.1 芯片的选择 本次课程设计由芯片

21、SG3525产生脉冲，来控制 MOSFET 来实现斩波调 压，它具有管脚数量少，外围电路简单等特点，因而得到了广泛的应用。 4.1.2 芯片的详细介绍 随着电能变换技术的发展， 功率 MOSFET 在开关变换器中开始广泛使 用，为此美国硅通用半导体公司 （Silicon General ）推出 SG3525 。SG3525 是用于驱动 N 沟道功率 MOSFET。其产品一推出就受到广泛好评。SG3525 系列 PWM 控制器分军品、工业品、民品三个等级。下面我们对SG3525特 点、引脚功能、电气参数、工作原理以及典型应用进行介绍。 SG3525是电流控制型 PWM 控制器，所谓电流控制型脉宽

22、调制器是按 照接反馈电流来调节脉宽的。 在脉宽比较器的输入端直接用流过输出电感 线圈的信号与误差放大器输出信号进行比较，从而调节占空比使输出的电 感峰值电流跟随误差电压变化而变化。由于结构上有电压环和电流环双环 系统，因此，无论开关电源的电压调整率、负载调整率和瞬态响应特性都 有提高，是目前比较理想的新型控制器。 SG3525引脚功能及特点简介 其原理图如图 4.13 下： 15 1.Inv.input(引脚 1)：误差放大器反向输入端。在闭环系统中，该引脚 接反馈信号。在开环系统中，该端与补偿信号输入端（引脚9）相连，可 构成跟随器。 2.Noninv.input(引脚 2)：误差放大器同向

23、输入端。在闭环系统和开环系 统中，该端接给定信号。根据需要，在该端与补偿信号输入端（引脚9） 之间接入不同类型的反馈网络，可以构成比例、 比例积分和积分等类型的 调节器。 3.Sync( 引脚 3)：振荡器外接同步信号输入端。该端接外部同步脉冲信号 可实现与外电路同步。 4.OSC.Output( 引脚 4)：振荡器输出端。 5.CT(引脚 5) ：振荡器定时电容接入端。 6.RT（引脚 6）：振荡器定时电阻接入端。 7.Discharge( 引脚 7)：振荡器放电端。该端与引脚5 之间外接一只放电 电阻，构成放电回路。 8.Soft-Start(引脚 8)：软启动电容接入端。 该端通常接一只

24、 5 的软启动 电容。 9.Compensation( 引脚 9)：PWM 比较器补偿信号输入端。在该端与引脚2 之间接入不同类型的反馈网络，可以构成比例、 比例积分和积分等类型调 16 节器。 10.Shutdown( 引脚 10)：外部关断信号输入端。该端接高电平时控制器输 出被禁止。该端可与保护电路相连，以实现故障保护。 11.Output A （引脚 11）：输出端 A。引脚 11 和引脚 14 是两路互补输出 端。 12.Ground( 引脚 12)：信号地。 13.Vc( 引脚 13)：输出级偏置电压接入端。 14.Output B （引脚 14）：输出端 B。引脚 14 和引脚

25、11 是两路互补输出 端。 15.Vcc（引脚 15）：偏置电源接入端。 16.Vref( 引脚 16)：基准电源输出端。该端可输出一温度稳定性极好的基 准电压。 特点如下： （1）工作电压范围宽： 835V。 （2）5.1 （1 1.0%）V微调基准电源。 （3）振荡器工作频率范围宽：100Hz? 400KHz. （4）具有振荡器外部同步功能。 （5）死区时间可调。 （6）内置软启动电路。 （7）具有输入欠电压锁定功能。 （8）具有 PWM 琐存功能，禁止多脉冲。 （9）逐个脉冲关断。 （10）双路输出（灌电流 / 拉电流）： mA(峰值) 。 4.1.3 芯片的工作原理 SG3525内置了

26、 5.1V 精密基准电源，微调至 1.0%，在误差放大器共 模输入电压范围内，无须外接分压电组。SG3525还增加了同步功能，可 以工作在主从模式， 也可以与外部系统时钟信号同步，为设计提供了极大 的灵活性。在 CT引脚和 Discharge 引脚之间加入一个电阻就可以实现对 死区时间的调节功能。由于SG3525内部集成了软启动电路，因此只需要 一个外接定时电容。 SG3525的软启动接入端（引脚8）上通常接一个5 的软启动电容。上电 过程中，由于电容两端的电压不能突变，因此与软启动电容接入端相连的 PWM 比较器反向输入端处于低电平，PWM 比较器输出高电平。此时，PWM 17 琐存器的输出

27、也为高电平，该高电平通过两个或非门加到输出晶体管上， 使之无法导通。只有软启动电容充电至其上的电压使引脚8 处于高电平 时，SG3525才开始工作。由于实际中，基准电压通常是接在误差放大器 的同相输入端上， 而输出电压的采样电压则加在误差放大器的反相输入端 上。当输出电压因输入电压的升高或负载的变化而升高时，误差放大器的 输出将减小，这将导致PWM 比较器输出为正的时间变长，PWM 琐存器输出 高电平的时间也变长， 因此输出晶体管的导通时间将最终变短，从而使输 出电压回落到额定值，实现了稳态。反之亦然。 外接关断信号对输出级和软启动电路都起作用。当Shutdown（引脚 10） 上的信号为高电

28、平时， PWM 琐存器将立即动作，禁止SG3525的输出，同 时，软启动电容将开始放电。 如果该高电平持续， 软启动电容将充分放电， 直到关断信号结束，才重新进入软启动过程。注意，Shutdown 引脚不能 悬空，应通过接地电阻可靠接地， 以防止外部干扰信号耦合而影响SG3525 的正常工作。 欠电压锁定功能同样作用于输出级和软启动电路。如果输入电压过低， 在 SG3525 的输出被关断同时，软启动电容将开始放电。 此外，SG3525还具有以下功能，即无论因为什么原因造成PWM 脉冲中止， 输出都将被中止，直到下一个时钟信号到来，PWM 琐存器才被复位。 4.2 驱动电路设计 采用自关断器件的

29、单相交流调压电路和采用传统的可控硅组成的调压电路相 比，具有功率因数高、电网污染少、波形畸变小等优点。其原理框图如图121。 输入交流电压为220V，经过同步变压器T 后，分别形成两路互为倒相的方波，宽 度为 180，分别对应正弦波的正半周和负半周，由3525 进行调制（调制频率约为 2.5kHz ）后，经过隔离及驱动电路，分别驱动两路功率场效应管。 工作过程为： 当输入交流电处于正半波时，经调解制的方波信号施加于VT2 的栅极和源极， VT1 的控制电压为0V，交流电经L、R、VT2 、VD1 构成回路； 18 当输入交流电处于负半周时，方波信号加于VT1 、VT2 控制电压为0，交流电 经

30、过 VT1 、VD2、 R、 L 构成回路，从而在R 上得到一完整的经过调制的单相正弦 波交流电，有效值通过调节脉冲的占空比进行改变。 - + 1 调制、隔离及驱动 - + 7 6 5 8 3 图1-21 FU 2 2 0 V A C 4 2 RS T VT1 YM VD1 VT2 VD2 C L 19 第 5 章 保护电路及设计 5.1 过零检测及续流触发电路 当负载为阻感负载时， 电路必须有续流环节， 续流环节由 Q1和 Q2两 个 MOSFET 来控制，当电压处于正半周时通过Q2,在负半周时通过Q1,但 Q1与 Q2之间如何进行转变这必须有一个正确的判断，这就需要过零检测 电路。如下图所

31、示，交流电压经过变压器变压，因交流信号有正向过零点 和负向过零点，故运用一个正向比例器与反向比例器进行两零点与标准零 点电压的比较， 其输出信号经过光控隔离进行稳压和放大后，分别控制续 流装置中的 Q1和 Q2两个 MOSFET 管控制端。 图 5.1 过零检测及续流触发电路 为了防止 Q1 、Q2两个同时开通，我们采用了互锁，就是说Q1 、Q2管 不可以同时导通， 在正半波，开通 Q2管续流；在负半波，开通 Q1管续流。 12345 54321 D C B A T3 TRANS1 AC- R4 5 6 7 U8 B 3 2 1 8 4 U8 A +12V -12V R5 D6 D5 -12

32、V 2 3 6 5 8 U1 2 3 6 5 8U2 R2 R6 +12 V R3 R7 +5V G5V +5V G5V EQ2 EQ 1 R13 1 2 3 45 6 7 8 U5 TLP250 + - +15 V1 -9 V1 1 2 3 45 6 7 8 U6 TLP250 +15 V2 -9 V2 1 2 3 U3 A 8 9 10 U3 C +5V +5V C 7 C 6 R15 R16 R17 R18 D1 1 D1 2 GND1 GND2 4 5 6 U3 B 11 1 2 1 3 U3 D Q2 Q1 12 3 U4 A 45 6 U4 B AC 1 V+ 2 AC 3 V-

33、4 BRIDGE2 20 5.2 输出限流电路 为了防止输出电流超过额定电流，控制电路中设置了输出限流电路， 如上图所示，该电路采用PI 调节器。 5V 基准电压经电位器RV2 分压后 作为输出电流限制值给定。 输出电流由磁环构成的电流互感器T201 检测。 5.3 输入过压电路 同输入欠压一样，当发生输入过压时，比较器输出高电平。 经二极管接到同输入欠压电路一样，当发生过压时， 比较器输出高电 平，通过二极管接至CS 端，关断所有输出。总电路中，输入欠压、过压 经与非门“或”后，再接到 CS 端，当任一故障发生时，都可以进行保护。 到 COMP 端 图 5.2 输出限流电路 图 5.3 输入

34、过压保护电路 到 电 流 检 测 端 VIN端 21 5.4 结果分析 锯齿波与调制波的交点比较功能由比较器完成，UtUr 时，比较器输 出的 PWM波形由逻辑低电平变为高电平，UtUr 时，比较器输出的 PWM波形由逻辑高电平变为低电平。为保证PWM波宽不至于太窄， 用 PWM 锁存器锁存高电平值，并在CP 脉冲下跳时对锁存器清零，以进 行下一个比较点的锁存。 CP PWM Q P1 P2 P1+P2 PWM Q 图3 SG3525内部有 关的波形及PWM波形的形成 U Ut Ur 如图所示，要改变输出脉冲PWM 的占空比，只要改变调制信号Ur 的电压大小即可实现。 22 在可逆变换器中，跨

35、接在电源Us 两端的上、 下两个功率场效应管经常交替工作，由于功率场效 应管的关断要有一定的时间。在这段时间内功率场 效应管并未完全关断。如果在此期间另一个功率场 效应管已经导通， 则将造成上下两管 直通，从而使 电源正负极短路。 为了避免发生这种 情况。设置了 由 R、C 电路构成的逻辑延时环节。 保证在对一个 管子发出关闭脉冲后，延时2S 左 右的时间后再 发出对另一个管子的开通脉冲。 如图 4 所示，Ua 为 SG3525的 13 脚输出占空比可调的脉冲波形（占 空比调节范围不小于0.10.9） ，经过 RC 移相后，输出两组互为到相、死 区时间为 4S左右的脉冲，经过光耦隔离后，分别驱

36、动四只MOSFET 管， 其中 VT1 、VT4驱动信号相同， VT2 、VT3驱动信号相同。 当负载接电阻负载（即灯泡） ，占空比从 0到 90，其灯泡的亮度 为从亮变暗，因为站空比为0时，其输出电压U0 为最大，当占空比为 90时，其输出电压U0为最小，因此灯泡为暗。其斩波电路波形图如图 3.1 所示。但是波形不是连续的。当负载为电感负载，站空比为30时， 其波形图如图 5.1 所示。当电阻为灯泡时，灯泡亮度如同电阻负载。当电 源并上一个电容，即滤波器，则电路波形图如图5.2 所示，与负载电路波 形图差不多，不同的是波形是连续的。 VT 1 Ub 1 Ub 4 Ua VT 4 Ub 2 U

37、b 3 Us -U s t1t2 UAB VT 2 VT 3 t on 图 4 驱动波形及逆变器输出 23 图 5.1 阻感负载波形图图 5.2 有无 RC 滤波器波形图 0 U(t) U(t) 0 0 U(t) (c) 图5-9 wt (b) wt (a) wt 24 第 6 章 总结与体会 两个星期的电力电子技术课程设计很快结束了, 这段时间很紧张也有 体会。 电力电子课程设计是我们大学学习期间的一个重要的课程设计, 对上 学期专业课程的总结与综合，把理论知识运用在实践当中。 把理论知识运用到实践并不是一件简单的事情，你不仅要对课堂知识 理解深刻掌握的很熟练， 还要能灵活运用知识点针对性的

38、解决课程设计中 遇到的问题。 在这一次课程设计当中，我进行了多方面的学习和实践，虽然当中遇 到了许多的困难， 但最终还是把它们一一地克服了。在学习和实践过程中 有了收获和体会后， 要不断地与同学或同事交流和沟通，借此来加深印象 并学习他人之所长。学习中每个人的方法不尽相同，但我觉得有一点是 共通的，即需花费足够的时间去理解和设计，这次课程设计只有两个星期 的时间，时间比较紧张，提高工作、学习效率是唯一的办法。学习就是这 样的，要做好每一件事，都有很多的因素影响制约着我们，我们必须快速 准确的适应这样的环境， 通过改变自己来更快的融入社会。 有了这份经历， 我觉得自己少了一分浮躁， 多了一份沉稳

39、。 我深深地感到要有科学的思维 方法和学习方法是极其重要的。 每一次新的认识，总是疑问重重，不断的分析解决问题、解决问题， 等到最后回想起来都是如此的简单。能学习能提高不容易， 更重要的是我 学会了如何解决问题， 这次课程设计让我增加了自信心， 懂得的越来越多， 又感觉在以后的路上明白了很多知识，也为我在以后的学习和即将面临的 毕业就业打好了良好的基础。 非常感谢学校能给我们这样的机会，感谢老 师的精心指导。 25 附 录 C 9 D 1 6 D 1 5 D 8 C 8 R 1 2 L 2 R 1 1 5 0 /4 w R 8 L 1 C 2 C 1 0 C 1 Q 1 M O S F E T

40、 N Q 2 M O S F E T N Q 3 M O S F E T N T 2 T R A N S 1 T 3 T R A N S 1 A C + A C - O U T + O U T - D 4 D IO D E D 3 D IO D E D 7 D IO D E A C 1 V + 2 A C 3 V - 4 D 1 7 B R ID G E 2 R 4 R 1 0 R 1 4 P O T 2 C 1 0 E L E C T R O 1 56 7 U 8 B L M 1 9 3 32 1 84 U 8 A L M 1 9 3 + 1 2 V -1 2 V R 5 D 6 D 5 -

41、1 2 V 23 65 8 U 1 23 65 8 U 2 R 2 R 6 + 1 2 V R 3 R 7 + 5 V G 5 V + 5 V G 5 V E Q 2 E Q 1 R 1 3 O U T V 1 2 3 4 D 1 4 B R ID G E 1 1234 5678 U 5 T L P 2 5 0 + - + 1 5 V 1 -9 V 1 1234 5678 U 6 T L P 2 5 0 + 1 5 V 2 -9 V 2 12 3 U 3 A 7 4 L S 0 0 8 9 1 0 U 3 C 7 4 L S 0 0 + 5 V + 5 V P W M X L C 7 C 6R

42、 1 5 R 1 6 R 1 7 R E S 2 R 1 8 R E S 2 D 1 1 D 1 2 G N D 1 G N D 2 45 6 U 3 B 7 4 L S 0 0 1 1 1 2 1 3 U 3 D 7 4 L S 0 0 Q 2 Q 1 G 5 V 1 2 3 U 4 A 7 4 L S 0 0 4 5 6 U 4 B 7 4 L S 0 0 F 1 L D 1 L A M P S 1 S 2 M 1 M E T E R V A C 1 V + 2 A C 3 V - 4 B R ID G E 2 A R ? R 2 0 C 3 0 .0 1 u C 4 4 7 0 0 p 2184 7365 V F B C O M P V r e f R T /C T V c c 地输 出 电 流 取 样 U C 3 8 4 2 1 0 k + 1 2 + 1 2 O U T V V c c R 1 9Q 3 C 5 4 7 0 p R P 1 + 1 2 VR c R e R 2 1 R E S 2 K M K M F U 26 参考文献 1石玉 栗书贤电力电子技术题例与电路设计指导机械工业出版 社，1998 2王兆安黄俊电力电子技术（第4 版） 机械工业出版社， 2000 3浣喜明姚为正电力电子技术高等教育出版社，