图28-10 V4=1.948V时,Vg1反相后的波形(td?37.5?s)
5、验证反馈电压控制脉宽
重新改变JP2使1、2引脚连接,在V1端接入5V电源,然后调节电位器RP1以改变TL494的引脚1电压V1使其在2.5V左右,然后测出一组不同电压V1对应的输出Vg1波形。观察输出波形脉宽与反馈电压V1的关系。结果如下:
图28-11 V1=2.43V时,Vg1的波形(ton?39?s)
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图28-12 V1=2.46V时,Vg1的波形(ton?26?s)
图28-13 V1=2.51V时,Vg1的波形(ton?11?s)
6、验证电流限制功能
保持V1端悬空,在I1端分别接入5V和12V电压,观察Vg1的波形;在I2端也分别接入5V和12V电压,观察Vg1的波形。其结果如下:
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① I1通5V电压时Vg1有输出波形,HL1、HL2都不亮;
图28-14 I1通5V电压时Vg1的输出波形
② I1通12V电压时,HL1亮,V4=8.34V,无输出波形,已封锁; ③ I2通5V电压时,HL2亮,V4=8.16v,无输出波形,已封锁; ④ I2通12V电压时,HL2亮,V4=8.24v,无输出波形,已封锁。
五、结果分析及讨论
1、由步骤1的结果可以看出,该电路可以正确产生频率为10kHZ和20kHZ的锯齿波。
2、由步骤2的结果可以看出,当按下启动键后,TP3处的V4波形是一个衰减的波形,表明它可以在启动时使脉宽不会瞬间有较大脉宽,启动时的脉宽是慢慢增加到预定值的,因而它具有软启动功能。
Vg1和Vg2的波形相位相差180?,3、由步骤3的结果可以看出,当V13为高电平时,
为双路输出模式;当V13为低电平时,Vg1和Vg2的波形相同,为单路输出模式。 4、由步骤4的结果可以看出,V4=0.368V时,死区时间td?10?s;V4=0.942V时,死区时间td?20.5?s;V4=1.948V时,死区时间td?37.5?s。可见随着V4的
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增大,死区时间也增大,因为死区时间对应的是VCT?V4?0.12V时的时间,V4越大死区时间自然越大,与原理相符。表明此电路可以实现死区控制。
5、由步骤5的结果可以看出,此电路输出电压的设定值为2.5V,当V1=2.43V时,脉宽ton?39?s;V1=2.46V时,脉宽ton?26?s;V1=2.51V时,脉宽ton?11?s。可见当反馈电压偏小时,脉宽将增大,而当反馈电压偏大时,脉宽将减小。可见它可以根据反馈电压来调节脉宽。
6、由步骤6的结果可以看出,当I1没过流时电路可以正常工作,一旦过流时,将会启动封锁功能,使V4电压变为高电平,从而实现输出封锁。
六、思考题
1、如何验证你设计的PWM控制电路具有稳压控制功能?
答:控制板的稳压功能是通过反馈闭环控制来实现的。可以通过分组实验的对比实现。在V1端口输入直流电压信号。当V1>2.5V时,可以发现输出脉宽减小,在系统工作时,此即会使输出电压减小;而当V1<2.5V时,会发现输出脉宽增大,在系统工作时,此即会使输出电压增大。此即说明控制板具有稳压功能。 2、如何验证你设计的PWM控制电路具有保护功能?
答:可以在I1或是I2端口,输入一个大于保护值的直流电压信号,输出脉冲会被封锁且相应指示灯点亮。
3、以你自己的调查或观察,举例说明软启动的作用。
答:软启动时,脉宽逐渐增大,最后趋于稳定。在整流桥带直流电动机负载时,软启动产生的逐渐增宽的脉冲信号,会减小电机绕组的冲击电压,起到了保护电机的作用。
4、说明限流运行时的PWM控制方式。
答:将原来的PWM控制方式的稳压运行方式转换为限制电流的不稳压方式,即不再进行增大脉宽的稳压PWM控制,转换为电流增大而脉冲宽度减小的限流控制。
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七、实验总结
本实验是电力电子的第一个实验,总的来说是比较基础的认识性实验,通过验证电路功能来了解电路的作用原理。同时本实验也是后来实验的基础,因为PWM控制在电力电子变换电路中应用十分普遍,只有深刻理解了其原理才能更好地做好后面的实验。
本实验虽然基础,但也需要注意一些地方。首先要在实验前看懂实验电路板的原理图,要不然根本不知道从何下手;然后需要理解此电路各个功能的作用;最后实验时应该细心认真,因为此电路板有很多电位器很跳线,要时刻明确做哪一步时各跳线应该接哪里,这样才不会出错。
另外还需说明,由于Vg1的输出波形在电路中已经反相,及Vg1波形中的高电平时开关管将截止,Vg1波形中的低电平时开关管将开通。在验证死区控制时由于当时不知道内部已经反相,我又开了示波器的反相功能,因此此时的死区是低电平所对应的的时间。
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