i2?I20e?t?E?Em?Rt???1?e????? (2-4) ??用于直流电动机回馈能量的升压斩波电路波形:
图2.2电流连续升压斩波电路波形
图2.3电流断续升压斩波电路波形
当电流连续时,从图1.3的电流波形可看出,t=ton时刻i1=I20,
t=toff时刻i2=I10,由此可得:
toff??Em?1?e????T?R???1?eI10??E?1?e???m?????1?e???R???E? ?R (2-5)?I20Ton??t??Em?e?e????T?R???1?e??E?e????e??????m?1?e??R????E ??R (2-6)
?把上面两式用泰勒级数线性近似,得
I10?I20??m???E (2-7) R该式表示了L为无穷大时电枢电流的平均值Io,即
EEm??EIo??m???? (2-8)
RR对电流断续工作状态的进一步分析可得出:电流连续的条件为
1?e???m? ?? (2-9)
1?e根据此式可对电路的工作状态作出判断。 设计内容及要求
1、输入直流电压:Ud=50V; 2、输出功率:150W; 3、开关频率:10kHz; 4、占空比:0.1~0.5; 5、电阻性负载;
6、输出电压脉率:小于10%。 输出值的计算
由电路原理分析可知:
U2?DUd?2?50V?100V
考虑1000的裕量:
U2?1.1U0?110V
U211022R???81?
P150I2?U2110??1.36A R81?IL?1000 I2?0.1?1.36?0.136A
控制电路
图4.1 SG3525
1 脚:误差放大器的反相输入端; ? 2 脚:误差放大器的同相输入端; ?
3 脚:同步信号输入端, 同步脉冲的频率应比振荡器频率fS要低一些; 4 脚:振荡器输出; ?
5 脚:振荡器外接电容CT端,振荡器频率fs=1/CT(0.7RT+3R0),R0为5脚与7脚之间跨接的电阻,用来调节死区时间,定时电容范围为0.001~0.1 μF; ?
6 脚:振荡器外接定时电阻RT端,RT值为2~150 kΩ;
7 脚:振荡器放电端,用外接电阻来控制死区时间,电阻范围为0~500 Ω; 8 脚:软启动端,外接软启动电容,该电容由内部Vref的50μA恒流源充电;
9 脚:误差放大器的输出端;
10脚:PWM信号封锁端, 当该脚为高 电平时, 输出驱动脉冲信号被封锁,该脚主要用于故障保护; ? 11脚:A路驱动信号输出; ? ? 12脚:接地; ?
? 13脚:输出集电极电压; ? ? 14脚:B路驱动信号输出; ?
? 15脚:电源, 其范围为8~35 V; ? 16脚:内部+5 V基准电压输出。
控制电路需要实现的功能是产生PWM信号,用于可控制斩波电路中主功率器件的通断,通过对占空比α的调节,达到控制输出电压大小的目的。此外,控制电路还具有一定的保护功能。
被实验装置的控制电路采用控制芯片SG3525为核心组成。芯片的输入电压
为8V到35V。它的振荡频率可在100HZ到500KHZ的范围内调节。在芯片的CT端和放电端间串联一个电阻可以在较大范围内调节死区时间。此外此外,其软起动电路非常容易设计,只需外部接一个软起动电容即可。
图4.2 控制电路的protel设计 触发电路和主电路
外接220V交流电压经过变压器T1和不控整流电路得到50V的直流电压E作为Boost Chopper 的输入电压给Boost Chopper供电。为使IGBT在过压时不至于损害和抑制IGBT的电流变化过快及其两端电压变化过快而给IGBT带来的损害,在主电路中为其加入缓冲电路和过压保护电路是必要的。
触发电路以专用的PWM控制芯片SG3525为核心构成,控制电路输出占空比可调的矩形波形,占空比受Uco的控制(如图1-13)。触发电路输出的矩形波经光耦合驱动电路控制主电路中I GBT的开通和关断。
电路设计好后主电路中的电感电容值已确定,此时只要调节触发波形的占空比即可调节Boost Chopper输出电压。电路设计好后主电路中的电感电容值已
确定,此时只要调节触发波形的占空比即可调节Boost Chopper输出电压。占空比越大,Boost Chopper的输出电压值越大.
图4.3 boost chopper触发电路及主电路图 元器件的选取及计算
本硬件试验中缓冲电路选取的是充放电型RCDH缓冲电路,也是一种耗能型缓冲电路。其中应用元件需要要结合实际的情况进行选择。其中的吸收电容选择可以采用一下公式:
的