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          一種多功能輸出開(kāi)關(guān)電源

          作者: 時(shí)間:2011-02-19 來(lái)源:網(wǎng)絡(luò) 收藏

          圖3是具體控制原理。為消除輸出諧波,電路采用了電壓、電流雙環(huán)控制,其中,Vf為反饋電壓,If為反饋電流。電壓調(diào)節(jié)環(huán)的輸出作為電流環(huán)的比較基準(zhǔn),電流環(huán)輸出誤差信號(hào)與三角波信號(hào)比較得到SPWM信號(hào)。由IR2110芯片構(gòu)成驅(qū)動(dòng)電路,由此輸出相位互補(bǔ)的兩路SPWM信號(hào)分別驅(qū)動(dòng)四個(gè)開(kāi)關(guān)管。為防止上下橋臂直通,兩路SPWM信號(hào)之間必須設(shè)置死區(qū)。保護(hù)電路起到監(jiān)控Vf、If的作用,如果幅值超出閾值,保護(hù)電路將關(guān)閉驅(qū)動(dòng)信號(hào)。

          圖3 逆 變 級(jí) 控 制 電 路

          4 多功能輸出的實(shí)現(xiàn)

          在此電源系統(tǒng)中,電壓源和電流源的控制采用同一控制電路,通過(guò)繼電器切換到不同的工作模式。電壓源工作時(shí),繼電器K1合,K2開(kāi)(如圖3所示),采用電壓、電流雙環(huán)調(diào)節(jié)控制,基準(zhǔn)信號(hào)為正弦信號(hào),輸出交流電壓;基準(zhǔn)為直流電平,輸出直流電壓。電流源工作時(shí),K1開(kāi),K2合,電壓調(diào)節(jié)環(huán)變?yōu)楦S器,只通過(guò)電流環(huán)調(diào)節(jié),基準(zhǔn)為正弦信號(hào),輸出交流電流;基準(zhǔn)為直流電平,輸出直流電流。電壓源和電流源驅(qū)動(dòng)信號(hào)切換是通過(guò)K3來(lái)實(shí)現(xiàn)的,在電壓源工作方式,關(guān)斷電流源的前級(jí);在電流源工作方式,關(guān)斷電壓源的前級(jí),這樣可以防止干擾,提高電路的可靠程度。以上的K1、K2、K3是由數(shù)控電路給出的。

          5 占空比限制與輸出交流電壓的削頂

          5.1 PI調(diào)節(jié)器輸出限幅的考慮

          由于所采用的專用驅(qū)動(dòng)芯片IR2110是通過(guò)自舉供電方式來(lái)驅(qū)動(dòng)橋臂上管的(如圖4所示)。所以,在上、下管驅(qū)動(dòng)信號(hào)恒低或恒高時(shí),給上管供電的自舉電容C1能量得不到補(bǔ)給。當(dāng)電容上的能量放完后,上管關(guān)斷,就會(huì)出現(xiàn)此橋臂無(wú)驅(qū)動(dòng)信號(hào),無(wú)輸出的現(xiàn)象。尤其是直流電壓時(shí),常有這一現(xiàn)象。

          圖4 逆 變 級(jí) 驅(qū) 動(dòng) 電 路

          在逆變器控制中,PI調(diào)節(jié)器輸出的幅度如果超過(guò)三角波的幅度,就會(huì)出現(xiàn)過(guò)調(diào)制的現(xiàn)象,此時(shí),PWM驅(qū)動(dòng)脈寬會(huì)過(guò)窄或過(guò)寬,還會(huì)使上述自舉電路工作不正常。因此,必須對(duì)占空比的最大值與最小值加以限制。

          具體方法是,可以在PI調(diào)節(jié)器的輸出端作一定的限幅(見(jiàn)圖3),使控制電路不出現(xiàn)過(guò)調(diào)制的情況,限制PWM的最大、最小占空比,使IR2110的自舉電容C1能及時(shí)充電。采用限幅的另一個(gè)好處是消除了由于IR2110自舉失敗導(dǎo)致的電路損壞,提高了可靠性。

          5.2 輸出電壓不正常削頂?shù)南?p> 逆變器控制電路的限幅會(huì)使輸出波形削頂。但在交流輸出未達(dá)到限幅值之前,可能首先出現(xiàn)明顯的單邊削頂(例如在正半波的峰值處)。主要原因是三角波不對(duì)稱,存在直流偏置,在與PI調(diào)節(jié)輸出比較時(shí),出現(xiàn)一邊被限幅,造成輸出單邊削頂現(xiàn)象。提高母線電壓,使實(shí)際需求的占空比變化范圍縮小,可以消除輸出削頂現(xiàn)象。

          但是,隨最大占空比的下降,調(diào)制比下降更快。這會(huì)降低母線電壓的利用率,導(dǎo)致逆變級(jí)的容量擴(kuò)大。本文的電路用低偏壓、低噪聲精密運(yùn)算放大器來(lái)產(chǎn)生三角波,同時(shí)采用糾偏方法消除直流偏置、確保三角波的對(duì)稱性,提高了母線電壓的利用率。

          為確保電路正常工作,同時(shí)輸出波形不削頂,在此電路中設(shè)定最大占空比為0.85,相應(yīng)的最大調(diào)制比為0.7。



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