PWM 轉(zhuǎn)換器基本工作原理及簡介 |
PWM變換器的工作原理如圖所示。由于開關(guān)工作頻率的提高,濾波電感L,變壓器T等磁性元件以及濾波電容C等都可以小型化。 橋式可逆PWM變換器 可逆PWM變換器主電路有多種形式,最常用的是橋式(亦稱H型)電路,如圖3—5所示。 圖一 橋式可逆PWM變換器 雙極式控制可逆PWM變換器的4個驅(qū)動電壓波形如圖3—6所示。
圖二 雙極式控制可逆PWM變換器的驅(qū)動電壓、輸出電壓和電流波形 它們之間的關(guān)系是:Ug1=Ug4=-Ug2=-Ug3。在一個開關(guān)周期內(nèi),當0≤t<ton時,Uab= Us,電樞電流id沿回路1流通;當ton≤t<T時,驅(qū)動電壓反相,id沿回路2經(jīng)二極管續(xù)流,Uab=-Us。因此,Uab在一個周期內(nèi)具有正負相間的脈沖波形,這是雙極式名稱的由來。 圖二也繪出了雙極式控制時的輸出電壓和電流波形。1dI相當于一般負載的情況,脈動電流的方向始終為正;2dI相當于輕載情況,電流可在正負方向之 間脈動,但平均值仍為正,等于負載電流。電動機的正反轉(zhuǎn)則體現(xiàn)在驅(qū)動電壓正、負脈沖的寬度上。當正脈沖較寬時,ton>T/2,則Uab的平均值為正,電動機正轉(zhuǎn),反之,則反轉(zhuǎn);如果正、負脈沖相等,t=T/2,平均輸出電壓為零,則電動機停止。圖3—6所示的波形是電動機正轉(zhuǎn)時的情況。 雙極式控制可逆PWM變換器的輸出平均電壓為: 若占空比ρ和電壓系數(shù)γ的定義與不可逆變換器相同,則在雙極式是可逆變換器中:γ=2ρ-1就和不可逆變換器中的關(guān)系不一樣了。調(diào)速時,ρ的可調(diào)范圍為0~1,相應的,γ=(-1)~(+1)。當ρ>1/2時,γ為正,電動機正轉(zhuǎn);當ρ<1/2時,γ為負,電動機反轉(zhuǎn);當ρ=1/2時,γ=0,電動機停止。但電動機停止時電樞電壓并不等于零,而是正負脈寬相等的交變脈沖電壓,因而,電流也是交變的。這個交變電流的平均值為零,不產(chǎn)生平均轉(zhuǎn)矩,徒然增大電動機的損耗,這是雙極式控制的缺點。但它也有好處,在電動機停止時仍有高頻微振電流,從而消除了正、反向時的靜摩擦死區(qū),起著所謂“動力潤滑”的作用。 雙極式控制的橋式可逆PWM變換器有下列優(yōu)點: 1) 電流一定連續(xù); 2) 可使電動機在四象限運行; 3) 電動機停止時有微振電流,能消除靜摩擦死區(qū); 4) 低速平穩(wěn)性好,系統(tǒng)的調(diào)速范圍可達1:20000左右; 5) 低速時,每個開關(guān)器件的驅(qū)動脈沖仍較寬,有利于保證器件的可靠導通。 12V電源適配器雙極式控制方式的不足之處是:在工作過程中,4個開關(guān)器件可能都處于開關(guān)狀態(tài),開關(guān)損耗大,而且在切換時可能發(fā)生上、下橋臂直通的事故,為了防止直通,在上、下橋臂的驅(qū)動脈沖之間,應設(shè)置邏輯延時。為了克服上述缺點,可采用單極式控制,使部分器件處于常通或常斷狀態(tài),以減少開關(guān)次數(shù)和開關(guān)損耗,提高可靠性,但系統(tǒng)的靜、動態(tài)性能會略有降低.
資深工程師從7個方面分析開關(guān)電源的設(shè)計細節(jié) 文章轉(zhuǎn)載自網(wǎng)絡,如有侵權(quán),請聯(lián)系刪除。 |
| 發(fā)布時間:2017.09.15 來源:電源網(wǎng) |
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