斬控式單相交流調(diào)壓電路正文

1、目 錄第1章 概述1第章設(shè)計(jì)總體思路32.1 系統(tǒng)總體方案確定32.2 交流斬波調(diào)壓的基本原理8第3章 主電路設(shè)計(jì)與分析93.1主要技術(shù)條件及要求93.2 開關(guān)器件的選擇93.3 主電路計(jì)算及元器件參數(shù)選型93.4 主電路結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)113.5 主電路保護(hù)設(shè)計(jì)12第4章 單元控制電路設(shè)計(jì)144.1主控制芯片的詳細(xì)說明144.1.1 芯片的選擇144.1.2 芯片的詳細(xì)介紹144.1.3 芯片的工作原理15 器件內(nèi)部結(jié)構(gòu)15 欠壓鎖定功能16 系統(tǒng)的故障關(guān)閉功能164. 波形的產(chǎn)生及控制方式分析164.2 驅(qū)動電路設(shè)計(jì)174.3 過零檢測及續(xù)流觸發(fā)電路184.4 控制保護(hù)電路設(shè)計(jì)194.5諧波分析2

2、0第5章 總結(jié)與體會22第6章 附錄23參考文獻(xiàn)24第1章 概述交流調(diào)壓是指把一種交流電變成另一種同頻率，不同電壓交流電的變換，而在每半個周波內(nèi)通過對晶閘管開通相位的控制，可以方便地調(diào)節(jié)輸出電壓，而斬控式交流調(diào)壓的輸入是正弦交流電壓，這種斬控式交流調(diào)壓電路的優(yōu)勢是功率因素接近1，電壓、電流波形好，諧波成分頻率高，電路簡單，且可靠性高。而利用PWM技術(shù)后，控制靈活，動態(tài)響應(yīng)快。目前能夠?qū)崿F(xiàn)這一要求的調(diào)壓器有下面三種： 1)磁飽和式調(diào)壓器 該調(diào)壓器通過控制主電路中電感的飽和程度，以改變電抗值以及其上的電壓，實(shí)現(xiàn)對輸出電壓的調(diào)節(jié)。這種調(diào)壓器具有一定的動態(tài)性能，但輸出電壓的調(diào)節(jié)范圍小，體積和重量較大。

3、 2)機(jī)械式調(diào)壓器 機(jī)械式調(diào)壓器由電動機(jī)帶動碳刷實(shí)現(xiàn)輸出電壓的調(diào)節(jié)。這種調(diào)壓器輸出波形較好，但體積、重量大，動態(tài)性能差。 3)電子式調(diào)壓器 這種調(diào)壓器采用電力電子器件實(shí)現(xiàn)。目前有晶閘管凋壓器和逆變式調(diào)壓器兩種。晶閘管調(diào)壓器采用的是相控方式，因此其輸出波形差；逆變式調(diào)壓器采用的是斬波控制方式，其輸出波形和動態(tài)響應(yīng)較好。在工業(yè)生產(chǎn)及日用電氣設(shè)備中，有不少交流供電的設(shè)備采用控制交流電壓來調(diào)節(jié)設(shè)備的工作狀態(tài)，如加熱爐的溫度、電源亮度、小型交流電機(jī)的轉(zhuǎn)速等。這樣就需要設(shè)計(jì)一種交流調(diào)壓電路來控制，其基本原理是把兩個晶閘管反并聯(lián)后串聯(lián)在交流電路中,通過對晶閘管的控制就可以控制交流電力。在每一個周波內(nèi)通過對晶

4、閘管開通相位的控制，可以方便地調(diào)節(jié)輸出電壓的有效值，這種電路稱為交流調(diào)壓電路。用在電熱控制、交流電動機(jī)速度控制、燈光控制和交流穩(wěn)壓器等場合。采用晶閘管作為開關(guān)元件的典型單相交流調(diào)壓電路如圖1所示。常用通斷控制或相位控制方法來調(diào)節(jié)輸出電壓。不同電壓交流電的變換。按所變換的相數(shù)不同交流調(diào)壓電路可分為單相交流調(diào)壓電路和三相交流調(diào)壓電路。前者是后者的基礎(chǔ)。與自耦變壓器調(diào)壓方法相比，交流調(diào)壓電路控制方便，調(diào)節(jié)速度快，裝置的重量輕、體積小，有色金屬消耗也少。交流斬波調(diào)壓技術(shù)作為一種高性能交流調(diào)壓技術(shù)，符合電力電子技術(shù)高頻化、高效化以及低污染發(fā)展趨勢，將逐步取代晶閘管相控交流調(diào)壓，新器件的發(fā)展將加速這一進(jìn)程

5、。其豐富的控制種類，多樣的電子開關(guān)組合，為不同使用要求提供高性價比產(chǎn)品，是一種經(jīng)濟(jì)型交流調(diào)壓技術(shù)。與單位功率因數(shù)、串聯(lián)電壓源等高性能交流調(diào)壓技術(shù)相比，其開關(guān)應(yīng)力及容量要求較大，為進(jìn)一步提高開關(guān)變換效率，如何從系統(tǒng)綜合角度考慮減小開關(guān)的應(yīng)力，降低開關(guān)損耗，減少驅(qū)動復(fù)雜性，提高變換效率將成為一個研究新發(fā)現(xiàn)。第章設(shè)計(jì)總體思路2.1 系統(tǒng)總體方案確定交流調(diào)壓的控制方式有三種：1磁飽和式調(diào)壓器；2機(jī)械式調(diào)壓器；3電子式調(diào)壓器。整周波控制調(diào)壓適用于負(fù)載熱時間常數(shù)較大的電熱控制系統(tǒng)。電子式調(diào)壓器這種調(diào)壓器采用電力電子器件實(shí)現(xiàn)。目前有晶閘管凋壓器和逆變式調(diào)壓器兩種。晶閘管調(diào)壓器采用的是相控方式，因此其輸出波形

6、差；逆變式調(diào)壓器采用的是斬波控制方式，其輸出波形和動態(tài)響應(yīng)較好。晶閘管導(dǎo)通時間與關(guān)斷時間之比，使交流開關(guān)在某幾個周波連續(xù)導(dǎo)通，某幾個周波連續(xù)關(guān)斷，如此反復(fù)循環(huán)地運(yùn)行，其輸出電壓的波形如圖2所示。改變導(dǎo)通的周波數(shù)和控制周期的周波數(shù)之比即可改變輸出電壓。為了提高輸出電壓的分辨率，必須增加控制周期的周波數(shù)。為了減少對周圍通信設(shè)備的干擾，晶閘管在電源電壓過零時開始導(dǎo)通。在負(fù)載容量很大時，開關(guān)的通斷將引起對電網(wǎng)的沖擊，產(chǎn)生由控制周期決定的分?jǐn)?shù)次諧波，這些分?jǐn)?shù)次諧波引起電網(wǎng)電壓閃變。這是其缺陷。 相位控制調(diào)壓 利用控制觸發(fā)滯后角的方法,控制輸出電壓。晶閘管承受正向電壓開始到觸發(fā)點(diǎn)之間的電角度稱為觸發(fā)滯后角

7、。在有效移相范圍內(nèi)改變觸發(fā)滯后角，即能改變輸出電壓。有效移相范圍隨負(fù)載功率因數(shù)不同而不同，電阻性負(fù)載最大,純感性負(fù)載最小。圖3是阻性負(fù)載時相控方式的交流調(diào)壓電路的輸出電壓波形。相控交流調(diào)壓電路輸出電壓包含較多的諧波分量，當(dāng)負(fù)載是電動機(jī)時，會使電動機(jī)產(chǎn)生脈動轉(zhuǎn)矩和附加諧波損耗。另外它還會引起電源電壓畸變。為減少對電源和負(fù)載的諧波影響，可在電源側(cè)和負(fù)載側(cè)分別加濾波網(wǎng)絡(luò)。 斬波控制調(diào)壓使開關(guān)在一個電源周期中多次通斷，將輸入電壓切成幾個小段，用改變小段的寬度或開關(guān)通斷的周期來調(diào)節(jié)輸出電壓。斬控調(diào)壓電路輸出電壓的質(zhì)量較高,對電源的影響也較小。圖4是斬波控制的交流調(diào)壓電路的輸出電壓波形。在斬波控制的交流調(diào)

8、壓電路中，為了在感性負(fù)載下提供續(xù)流通路，除了串聯(lián)的雙向開關(guān)S1外，還須與負(fù)載并聯(lián)一只雙向開關(guān)S2。當(dāng)開關(guān) S1導(dǎo)通，S2關(guān)斷時，輸出電壓等于輸入電壓；開關(guān)S1關(guān)斷，S2導(dǎo)通時,輸出電壓為零?？刂崎_關(guān)導(dǎo)通時間與關(guān)斷時間之比即能控制交流調(diào)壓器的輸出電壓。開關(guān) S1、S2動作的頻率稱斬波頻率。斬波頻率越高,輸出電壓中的諧波電壓頻率越高,濾波較容易。當(dāng)斬波頻率不是輸入電源頻率的整數(shù)倍時，輸出電壓中會產(chǎn)生分?jǐn)?shù)次諧波。當(dāng)斬波頻率較低時，分?jǐn)?shù)次諧波較大，對負(fù)載產(chǎn)生惡劣的影響。將斬波信號與電源電壓鎖相，可消除分?jǐn)?shù)次諧波。斬波控制的交流調(diào)壓電路的功率開關(guān)元件必須采用功率晶體管或其他自關(guān)斷元件，所以成本較高。斬波

9、控制方式時，晶閘管要帶有強(qiáng)迫關(guān)斷電路或采用IGBT、MOSFIT等可自關(guān)斷器件，在每個電壓周波中，開關(guān)元件多次通斷，使電壓斬波成多個脈沖，改變導(dǎo)通比即可實(shí)現(xiàn)調(diào)壓。本次課程設(shè)計(jì)采用斬波控式制單相交流調(diào)壓。圖5 晶閘管斬控式調(diào)壓電路圖5 斬控式交流調(diào)壓電路斬控式交流調(diào)壓電路的原理圖如圖5所示，一般采用全控型器件作為開關(guān)器件。其基本原理和直流斬波電路有類似之處，只是直流斬波電路的輸入是直流電壓，而斬控式交流調(diào)壓電路的輸入是正弦交流電壓。在交流電源u1的正半周，用V1進(jìn)行斬波控制，用V3給負(fù)載電流提供續(xù)流通道；在u1的負(fù)半周，用V2進(jìn)行斬波控制，用V4 給負(fù)載電流提供續(xù)流通道。設(shè)載波器件（V1或V2）

10、導(dǎo)通時間為ton，開關(guān)周期為T，則導(dǎo)通比a=ton/T。和直流斬波電路一樣，也可以通過改變a來調(diào)節(jié)輸出電壓。 圖5給出了電阻性負(fù)載時負(fù)載電壓u0和電源電流i1(也就是負(fù)載電流)的波形。可以看出，電源電流的基波分量是和電源電壓同相位的，即位移因數(shù)為1。另外，通過傅里葉分析可知，電源電流中不含低次諧波，只含和開關(guān)周期 T有關(guān)的高次諧波。這些高次諧波用很小的濾波器即可濾除。這時電路的功率因數(shù)接近1。 本次課程設(shè)計(jì)所用的斬控式單相交流調(diào)壓電路的結(jié)構(gòu)框圖如圖6所示，首先是交流輸入電壓為220V，經(jīng)濾波后用全控型開關(guān)器件進(jìn)行斬波，輸出電壓為0160 V，然后在其輸出取樣電流，進(jìn)行過壓檢測保護(hù)。時鐘震蕩器及

11、脈寬PWM調(diào)制均由芯片形成控制部分。圖6 電路的結(jié)構(gòu)框圖2.2 交流斬波調(diào)壓的基本原理交流斬波調(diào)壓的原理波形如圖7所示。由圖可知，它是用一組頻率恒定、占空比可調(diào)的脈沖，對正弦波電壓進(jìn)行調(diào)制后，得到邊緣為正弦波、占空比可調(diào)的電壓波形。該電壓的調(diào)制頻率f0，其基本諧波頻率為土50Hz。改變占空比，即可改變輸出電壓。 利用具有自關(guān)斷能力的電力半導(dǎo)體器件就可方便地構(gòu)成交流斬波調(diào)壓電路。 圖7 交流斬波調(diào)壓的原理波形圖第3章 主電路設(shè)計(jì)與分析3.1主要技術(shù)條件及要求斬波控制要求以比電源頻率高得多的頻率周期性接通和斷開主電路開關(guān)器件，把連續(xù)的正弦輸入電壓“斬”成離散的脈沖狀加于負(fù)載。由于開關(guān)器件以高頻工作

12、，在電路中必須實(shí)施強(qiáng)迫換流。為此斬波控制的交流調(diào)壓都是采用全控型雙向開關(guān)器件。所以設(shè)計(jì)主電路采用的是MOSFET新型的全控型器件，驅(qū)動電路簡單，需要的驅(qū)動功率小，開關(guān)的速度快，工作的頻率高，符合設(shè)計(jì)的要求。3.2 開關(guān)器件的選擇 由于斬波調(diào)壓電路一般采用全控型器件作為開關(guān)器件，典型的全控型開關(guān)器件有，門極可關(guān)斷晶閘管（GTO）、電力晶體管（GTR）、電力場效應(yīng)晶體管（MOSFET）及絕緣柵雙極晶體管（IGBT）等。由于 MOSFET的開關(guān)時間在10100ns之間，其工作頻率可達(dá)100KHz以上，是主要電力電子器件中最高的，而且它的驅(qū)動電路簡單，需要的驅(qū)動功率小，所以這次課程設(shè)計(jì)決定用 MOSF

13、ET 來做開關(guān)器件。3.3 主電路計(jì)算及元器件參數(shù)選型濾波器電容選擇 Co一般根據(jù)放電時間常數(shù)計(jì)算,負(fù)載越大,要求紋波系數(shù)越小,電容量也越大.一般不作嚴(yán)格計(jì)算,多取2000MF以上.因系統(tǒng)負(fù)載不大,故取Co=2200MF.耐壓按1.5Vdm=1.5*220=330V.取350V.即選用2200MF, 350V電容器.為濾除高頻信號,取C1=1uf,耐壓350V.選用二極管時，主要應(yīng)考慮其最大電流、最大反向工作電壓、截止頻率及反向恢復(fù)時間等參數(shù)。二極管承受最大反向電壓:U=Sqrt(6)*U2=392V 考慮3倍裕量,則U=3*392=1176V,取1200V最大電流按Idn=（1.52）Kfb

14、*Id來計(jì)算選擇?？焖偃蹟嗥鞯倪x擇快速熔斷器用于過電流的保護(hù)，它的斷流時間在10 ms以內(nèi)，快速熔斷器的熔體額定電流IN按下式選擇：ITm<=IN<=1.57 ITNItm2×0.577 IN=2×0.577×200A=230.8AMOSFET保護(hù)電路選擇電容的選擇 一般按布線電感磁場能量全部轉(zhuǎn)化為電場的能量估算。即LbIo²/2=Cs(Ucep-Uo)²得CsLbIo²/(Ucep-Uo)²式中Lb-是主回路布線電感H；Io-MOSFET 關(guān)斷時源極電流A；Ucep-緩沖電容器電壓穩(wěn)定值；Uo-直流電源電壓V。

15、Lb可按Lb=520H估算。Ucep為保證可靠，可取稍低于MOSFET耐壓值為宜，取Ucep=600V進(jìn)行計(jì)算。取Io=Id、Uo=325V,得Cs=LbIo²/(Ucep-Uo)²=0.0962F取Cs=0.1F、耐壓650V。緩沖電阻Rs計(jì)算 要求MOSFET關(guān)斷信號到來之前，將緩沖電容器所積蓄的電荷放完，以關(guān)斷信號之前放電90%為條件，計(jì)算公式如下：Rs1/（6fCs）f為開關(guān)頻率、MOSFET最大開關(guān)頻率為50KHz,則有Rs=1/（6fCs）33;VDs電流定額按MOSFET通過電流的1/10選擇為：0.19A。3.4 主電路結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)在考慮到減少電路誤差的情況下，

16、我們采用了如圖8所示的主電路，主回路由QlQ3三個VMOS管和D1D3三個二極管組成的全控整流電路實(shí)現(xiàn)對交流輸入電壓的斬波調(diào)壓。當(dāng)交流輸入電壓在正半周時，電流流經(jīng)VD1、Q3、VD3；當(dāng)交流輸入處于負(fù)半周時，電流流經(jīng)VD2、Q3、VD4、；Q3始終處于正向電壓作用下，當(dāng)在Q3源柵極之間加入觸發(fā)信號時，Q3處于開關(guān)狀態(tài)。調(diào)整加在柵極上的脈沖寬度即可調(diào)節(jié)輸出電壓的大小。由于Q3處于開關(guān)狀態(tài)，且VMOS管具有很小的關(guān)斷時間，只要適當(dāng)選擇較低的飽和壓降，Q3的功耗可以做得很小，所以該斬波調(diào)壓具有較高的效率?？紤]到負(fù)載可能為感性的，加了由Q1、Q2及D1、D2組成的續(xù)流環(huán)節(jié)。當(dāng)Q3關(guān)斷時，在電壓處于正半

17、周時，Q2導(dǎo)通，Q1關(guān)斷，流經(jīng)負(fù)載的電流通過Q2、D1續(xù)流。在電壓負(fù)半周 ，Q1導(dǎo)通，Q2關(guān)斷，流經(jīng)負(fù)載的電流通過Q1、D2續(xù)流。為防止Q1、Q 2、Q3同時導(dǎo)通而引起較大的短路電流，對加在Q1和Q2上的觸發(fā)信號有一定要求，這在過零觸發(fā)電路中討論。圖中L1、C1為電源濾波網(wǎng)，以吸收瞬態(tài)過程中的過電壓，并減少對外線路的干擾。L2、C2為輸出濾波環(huán)節(jié)，由于本機(jī)調(diào)制頻率取得較高，所以L2和C2只需很小值即可。其中每個VMOS管都有保護(hù)裝置如圖所示。圖8 主電路圖其中Q3的PWM波控制由PWM波發(fā)生器通過對給定的調(diào)整產(chǎn)生，輸出占空比一定的PWM波。3.5 主電路保護(hù)設(shè)計(jì)在主電路上有一個線圈 KM的常閉

18、觸點(diǎn)，在電路的輸出端用一變壓器進(jìn)行降壓然后再用整流橋進(jìn)行整流使之變成直流電，輸出電壓與比較器上設(shè)定的正5伏電壓相比較，如果電路出現(xiàn)了過電壓的現(xiàn)象，輸出電壓就會高于設(shè)定值，比較器就會輸出電壓，使三極管導(dǎo)通，這樣就會使線圈KM的保護(hù)電路接通，線圈就會被通電，KM在主電路的常閉觸點(diǎn)就會斷開，從而達(dá)到保護(hù)主電路的作用。第4章 單元控制電路設(shè)計(jì)4.1主控制芯片的詳細(xì)說明4.1.1 芯片的選擇本次課程設(shè)計(jì)由芯片SG3525產(chǎn)生脈沖，來控制MOSFET來實(shí)現(xiàn)斬波調(diào)壓，它具有管腳數(shù)量少，外圍電路簡單等特點(diǎn)，因而得到了廣泛的應(yīng)用。4.1.2 芯片的詳細(xì)介紹 SG3525的內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖2所示， 它主要由基準(zhǔn)電壓調(diào)

19、整器、震蕩器、誤差放大器、比較器、鎖存器、欠壓鎖定電路、閉鎖控制電路、軟啟動電路、輸出電路構(gòu)成。 SG3525A系列脈寬調(diào)制器控制電路可以改進(jìn)為各種類型的開關(guān)電源的控制性能和使用較少的外部零件。在芯片上的5.1V基準(zhǔn)電壓調(diào)定在±1，誤差放大器有一個輸入共模電壓范圍。它包括基準(zhǔn)電壓，這樣就不需要外接的分壓電阻器了。一個到振蕩器的同步輸入可以使多個單元成為從電路或一個單元和外部系統(tǒng)時鐘同步。在CT和放電腳之間用單個電阻器連接即可對死區(qū)時間進(jìn)行大范圍的編程。在這些器件內(nèi)部還有軟起動電路，它只需要一個外部的定時電容器。一只斷路腳同時控制軟起動電路和輸出級。只要用脈沖關(guān)斷，通過PWM（脈寬調(diào)制

20、）鎖存器瞬時切斷和具有較長關(guān)斷命令的軟起動再循環(huán)。當(dāng)VCC低于標(biāo)稱值時欠電壓鎖定禁止輸出和改變軟起動電容器。輸出級是推挽式的可以提供超過200mA的源和漏電流。SG3525A系列的NOR（或非）邏輯在斷開狀態(tài)時輸出為低。·工作范圍為8.0V到35V·5.1V±1.0調(diào)定的基準(zhǔn)電壓·100Hz到400KHz振蕩器頻率·分立的振蕩器同步腳4.1.3 芯片的工作原理 器件內(nèi)部結(jié)構(gòu) SG3525的內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖2所示， 它主要由基準(zhǔn)電壓調(diào)整器、震蕩器、誤差放大器、比較器、鎖存器、欠壓鎖定電路、閉鎖控制電路、軟啟動電路、輸出電路構(gòu)成。 欠壓鎖定功能 基準(zhǔn)電

21、壓調(diào)整器受15端的外加直流電壓Vc的影響，當(dāng)Vc低于7V或嚴(yán)重欠壓時，基準(zhǔn)電壓調(diào)整器的精度值就的不到保證，由于設(shè)置了欠壓鎖定電路，當(dāng)出現(xiàn)欠電壓時，欠電壓鎖定功能使A端線由低電壓上升為邏輯高電平經(jīng)過或非門輸出轉(zhuǎn)化為P1=P2=0 ,SG3525的13腳輸出為高電平，功率驅(qū)動電路輸出至功率場效應(yīng)管的控制脈沖消失，逆變器無電壓輸出。 系統(tǒng)的故障關(guān)閉功能為便于從主回路受檢測到的故障信號，集成控制器內(nèi)部T3晶體管基極經(jīng)一電阻連接10引腳。過流保護(hù)環(huán)節(jié)檢測到的故障信號使10腳為高電平，由于T3基極與A端線相連，故障信號產(chǎn)生的關(guān)閉過程與欠電壓鎖定過程類似。在本電路中，過流保護(hù)環(huán)節(jié)還輸出一個信號到與門的輸入端

22、，當(dāng)出現(xiàn)過流信號時，檢測環(huán)節(jié)輸出一低電平信號到與門的輸入端，使脈沖消失，與SG3525的故障關(guān)閉功能一起構(gòu)成雙重保護(hù)。4. 波形的產(chǎn)生及控制方式分析 如圖一所示，鋸齒波作為載波信號Ut，調(diào)制信號由9腳輸入，此圖中，調(diào)制信號由可調(diào)電位器RP上的電壓信號Ur和外加的給定信號Ug疊加而成，RP上的電壓信號用于確定脈寬調(diào)制波的初始占空比，Ug可正可負(fù)，用于控制逆變器輸出電壓的大小和極性，Ug也可以由摸擬或數(shù)字調(diào)節(jié)器的輸出來控制，構(gòu)成閉環(huán)自動控制系統(tǒng)。集成控制器SG3525的輸出側(cè)采用推拉式電路，可使關(guān)斷速度加快。11腳、14腳與12腳連接。PWM脈沖由13腳輸出，這樣能夠保證13腳的輸出與鎖存器的輸出

23、一致。有關(guān)的電壓波形如圖3所示。鋸齒波與調(diào)制波的交點(diǎn)比較功能由比較器完成，UtUr時，比較器輸出的PWM波形由邏輯低電平變?yōu)楦唠娖剑琔tUr時，比較器輸出的PWM波形由邏輯高電平變?yōu)榈碗娖?。為保證PWM波寬不至于太窄，用PWM鎖存器鎖存高電平值，并在CP脈沖下跳時對鎖存器清零，以進(jìn)行下一個比較點(diǎn)的鎖存。 如圖所示，要改變輸出脈沖PWM的占空比， 只要改變調(diào)制信號Ur的電壓大小即可實(shí)現(xiàn) 。4.2 驅(qū)動電路設(shè)計(jì)驅(qū)動電路是指驅(qū)動開關(guān)器件Q3，從而來實(shí)現(xiàn)斬波調(diào)壓的目的。由以上對SG3525的介紹可知，在SG3525芯片中產(chǎn)生了三角波，用一直流信號與之比較，就會產(chǎn)生一系列的矩形脈沖，這些矩形脈沖可以用來

24、控制開關(guān)器件Q3的導(dǎo)通與關(guān)閉，我們通過調(diào)制直流信號的大小或是調(diào)節(jié)三角波的頻率就可以改變矩形脈沖的頻率，從而達(dá)到交流調(diào)壓的目的。驅(qū)動電路的電路圖如下圖所示，我們通過調(diào)節(jié)RP1就可以調(diào)節(jié)三角波的頻率。4.3 過零檢測及續(xù)流觸發(fā)電路當(dāng)負(fù)載為阻感負(fù)載時，電路必須有續(xù)流環(huán)節(jié)，續(xù)流環(huán)節(jié)由Q1和Q2兩個MOSFET來控制，當(dāng)電壓處于正半周時通過Q2,在負(fù)半周時通過Q1,但Q1與Q2之間如何進(jìn)行轉(zhuǎn)變這必須有一個正確的判斷，這就需要過零檢測電路。如下圖所示，交流電壓經(jīng)過變壓器變壓，因交流信號有正向過零點(diǎn)和負(fù)向過零點(diǎn)，故運(yùn)用一個正向比例器與反向比例器進(jìn)行兩零點(diǎn)與標(biāo)準(zhǔn)零點(diǎn)電壓的比較，其輸出信號經(jīng)過光控隔離進(jìn)行穩(wěn)壓和

25、放大后，分別控制續(xù)流裝置中的Q1和Q2兩個MOSFET管控制端。為了防止Q1、Q2兩個同時開通，我們采用了互鎖，就是說Q1、Q2管不可以同時導(dǎo)通，在正半波，開通Q2管續(xù)流；在負(fù)半波，開通Q1管續(xù)流。4.4 控制保護(hù)電路設(shè)計(jì)為了保護(hù)電路防止電路的過電壓，我加了一個保護(hù)電路。如下圖所示，在電路的輸出端用一變壓器進(jìn)行降壓然后再用整流橋進(jìn)行整流使之變成直流電，輸出電壓與比較器上設(shè)定的正5伏電壓相比較，如果輸出電壓高于正5伏，比較器就輸出正5伏電壓，比較器的輸出端與SG3525的3管腳相連，因?yàn)榍懊嬉呀?jīng)介紹了SG3525,它的3號管腳是電流取樣輸入端。在外圍電路中，在功率開關(guān)管的源極串接一個小阻值的取樣電阻，將脈沖變壓器的電流轉(zhuǎn)換成電壓，此電壓送入腳3，控制脈寬。當(dāng)功率開關(guān)管的電流增大，取樣電阻上的電壓超過1 V時SG3525就停止輸出，有效地保護(hù)功率開關(guān)管；4.5諧波分析由于是感性負(fù)載，又不能像直流斬波那樣加續(xù)流回路，所以要給IGBT加開通和關(guān)斷緩沖電路。高頻交流開關(guān)控制采用了EPWM直流等電位調(diào)制技術(shù)。為使波形半波奇對稱和四分之一偶對稱，以消除付里葉級數(shù)中的余弦項(xiàng)和偶次諧波，使載波比為三角波頻率，為市電工頻；調(diào)制為脈沖寬度，為三角波周期、為三角波幅值