图13 上桥臂VDS波形 图14 下桥臂VDS波形
③ 采样电阻波形：
图15 采样电阻电压波形
④主电路输出二极管VD15、VD16电压波形：
图16 VD15电压波形 图17 VD16电压波形
（3）满载额定电流1A情况下：
①SG3525输出驱动波形：
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图18 SG3525D的OA、OB输出
②开关管VDS波形：
图19 上桥臂VDS波形
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实验三 变频调速实验
一．实验目的
1.掌握电动机变频调速变换器的拓扑结构及其工作原理； 2.掌握相关控制芯片的工作原理。 3.学会功率变换器调试的基本方法。
二．实验原理
以DC32V作为输入，采用6个功率MOSFET组成三相逆变桥。采用HEF4752作为主控制芯片，HEF4752产生3个相位互差120°的脉冲，经3片IR2110将驱动信号放大后控制逆变桥开关器件的开断，改变输出电压的幅值和频率，实现异步电动机的变频调速。
DC输入三相桥式逆变电路滤波电路负载驱动电路HF4752控制时钟电路
图1 变频调速实验电路框图
技术指标： 输入：直流32V
输出： 三相交流，变频变压 MOSFET开关频率：8.3kHz 实验者可观测的数据和波形：
MOSFET的漏源极电压波形、输出电压波形、功率MOSFET的驱动波形、HEF4752的参考时钟、频率控制时钟和电压控制时钟波形。
实验者可调整的参数：
实验者可调整HEF4752的频率控制时钟和电压控制时钟电路，观测三相逆变桥输出电压波形变化情况。
三．实验设备
变频调速变换器实验板1块（已含在实验箱内） 12V输出开关电源1块（已含在实验箱内） DF1731直流稳压电源1台 示波器1台
12V/220V单相10W隔离变压器3台（已含在实验箱内） 实验专用三相感应电动机1台 数字万用表1块 小一字螺丝刀1把
四．主要电路原理介绍
1． 变频控制芯片HEF4752及外围电路
HEF4752是专门用来产生三相SPWM信号的大规模集成电路。主要特点如下：
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（1）能产生三对相位差120°的互补SPWM主控脉冲，适用于三相桥结构的逆变器；
（2）采用多载波比自动切换方式，随着逆变器的输出频率降低，自动增加载波比，从而抑制低频输出时因高次谐波产生的转矩脉冲和噪声等造成的恶劣影响。调制频率可调范围为0～100Hz；
（3）为防止逆变器上下桥臂功率管直通，在每相主控脉冲间插入死区间隔，间隔时间连续可调。
本实验板电路应用CD4046压控振荡电路为大规模集成电路HEF4752提供频率控制时钟信号和电压控制时钟信号，由HEF4752产生三相基波频率、幅值和死区时间可调的三相SPWM信号经隔离、放大，驱动由MOSFET构成的三相逆变器，使之输出SPWM的波形，实现异步电动机变频调速。
调节电位器RP8可改变CD4046的输出频率，输入HEF4752的fFCT改变，从而改变HEF4752输出的SPWM波的等效频率；通过改变输入管脚K的电平可改变上下桥臂功率管的驱动死区，通过J17将K置为低电平，则联锁延迟周期td=8/fOCT，也可以把K置为高电平，则联锁延迟周期td=16/fOCT，本实验电路中HEF4752的fOCT（用于控制功率管的开关频率的时钟信号）通过4.096M的有源晶振获得。
相序输入引脚CW用来控制电机转向，当引脚CW为低电平时，相序为R，B，Y；当引脚CW为高电平时，相序为R，Y，B。输入引脚L用来控制模块的起动/停止。控制输入引脚A，B，C供制造过程试验用，工作时必须接到引脚VSS(低电平)。但引脚A还有另外一个用处，即刚通电时，引脚A置高电平初始化整个IC片，被用做复位信号。
2． 电源电路
主电路电源由稳压电源输入32V电压，作为三相逆变桥工作的直流电压。同时三极管TIP142配合稳压管IN4745稳压输出15V，供给驱动芯片IR2110使用，也作为7805的输入电压，7805稳压输出5V作为驱动电路中隔离光耦6N137和74HC14的工作电源。因为15V和5V的使用功率较大，所以V17（TIP142）和V18（7805）较热，属于正常。
+32VVD29R47R623.6kV17TIP142GND51.5k+15V_4V181VinGND15V输出指示7805Vout3C95104+C5625V/10u+5V_2J1812345R99R463.6k1W1k25V100u电源观测+C54C94104VD28输入指示VD271N4745VD30R483905V输出指示+5V_22GND5 图2 电源变换电路
3． 驱动电路
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驱动电路由6N137光耦隔离、74HC14反相器、驱动芯片IR2110和外围电路组成，控制信号和驱动信号经过光耦隔离实现强弱电的分离，如图3所示。可通过J31观察驱动上下桥臂V11和V14的驱动信号。通过J32观察驱动上下桥臂V13和V16的驱动信号，通过J33观察驱动上下桥臂V15和V12的驱动信号。
+5V_2R771k74HC14765GND4GND5+5V_2J31543211D21A2+5V_28910GND5111213144GND5D11VDDHOHINVSSDVCCLINLOVSSCOMIR2110VB6754312C7225V10uC7125V10uC81104RG16+15V_4C821040.5W51R92R8410kFR104VD21R672.78D22 6N137ORM1R711k23R910.5W51+15V_4R8310kG11D23 6N137ORM2R721k235GND4GND5+5V_276R781k8驱动观测D21B374HC14D24 6N137OYM1R731k235GND4GND5+5V_276R791k74HC145D21C6+5V_28910GND5111213148GND5D12VDDHOHINVSSDVCCLINLOVSSCOMIR2110VB6754312C7425V10uC7325V10uC83104FR104VD22R682.78R930.5W51+15V_4R8510kG13J3254321YG14+15V_4C841040.5W51R94R8610kD25 6N137OYM2R741k235GND4GND5+5V_276R801k8驱动观测D21D974HC14D26 6N137OBM1R751k235GND4GND5+5V_276R811k74HC1411D21E10+5V_28910GND51112131412GND5D13VDDHOHINVSSDVCCLINLOVSSCOMIR2110VB6754312C7625V10uC7525V10uC85104FR104VD23R692.78R950.5W51+15V_4R8710kG15J3354321BG12+15V_4C861040.5W51R96R8810kD27 6N137OBM2R761k235GND4GND576R821k8驱动观测D21F1374HC14
图3 MOS管驱动电路
4． 主电路
通过端子X9输入为直流稳压电源32V电压，通过J24可观察主电路输入电压大小，电路里两个0.22的采样电阻并联，用于主电路的过流保护。当给定驱动信号后，可以用示波器通过J12端子观察逆变输出波形，如果电路正常，将会观察到阶梯波，通过J14观察经过电感滤波后的逆变输出波形，如果电感取值合适将会观察到正弦波形。电感的取值经过实验得出0.7mh到1.5mh最为合适，正弦波足够平滑。通过端子J10可以实现本电路的带载运行，用3个短路块放在J10上，将三个功率电阻接入主电路的输出，即可实现带载运行；也可不用短路块，在端子X7上接入一个小电机，通过调节RP8调节电机的转速。
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