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发表于 2007-6-29 11:13:44

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直流-直流变换器(regulator and pwm)原理和测试方法的整理和见解(一)

一、简介

直流-直流变换器也称为斩波器,通过对电力电子器件的通断控制,将直流电压断续地加到负载上,通过改变占空比改变输出电压平均值。
直流-直流变换器主要有如下几种基本型式:
􀂄1.降压直流-直流变换器(Buck Converter)
􀂄2.升压直流-直流变换器(Boost Converter)
􀂄3.降压-升压复合型直流-直流变换器(Buck-Boost Converter)
􀂄4.丘克直流-直流变换器
􀂄5. 全桥式直流-直流变换器(Full Bridge Converter)

二、直流-直流变换器(DC-DC converter)功能模块介绍

直流-直流变换器(DC-DC converter)内部一般具有PWM(脉宽调制)模块,E/A(差错放大器模块),比较器模块等几大功能模块。如下图UC3842所示:

其工作原理为:输出经过FB(反馈电路)接到FB pin,反馈电压VFB与设定好的比较电压Vcomp比较后,产生差错电压信号,差错电压信号输入到PWM模块,PWM根据差错电压的大小调节占空比,从而达到控制输出电压的目的,振荡器的作用是产生PWM工作频率的三角波,三角波经过斩波电压斩波后,产生方波,其方波就是控制MOSFET的导通时间从而控制输出电压的。

三、直流变换器的控制

点击看大图

开关管导通时,输出电压等于输入电压Ud;开关管断开时,输出电压等于0。输出电压波形如上图所示,输出电压的平均值Uo为(4-1)式中Ts—开关周期D—开关占空比,􀂄改变负载端输出电压有3种调制方法:

点击看大图

1.开关周期Ts保持不变,改变开关管导通时间ton。也称为脉宽调制(PWM)。􀂄

2.开关管导通时间ton保持不变,改变开关周期Ts。􀂄

3. 改变开关管导通时间ton,同时也改变开关周期Ts。

方式1的PWM是最常见的调制方式,这主要是因为后2种方式改变了开关频率,而输出级滤波器是根据开关频率设计的,显然,方式1有较好的滤波效果。
􀂄图4-2(a)是脉宽调制方式的控制原理图。给定电压与实际输出电压经误差放大器得到误差控制信号uco,该信号与锯齿波信号比较得到开关控制信号,控制开关管的导通和关断,得到期望的输出电压。图4-2(b)给出了脉宽调制的波形。锯齿波的频率决定了变换器的开关频率。一般选择开关频率在几千赫兹到几百千赫之间。

点击看大图

按照控制电压和锯齿波幅值的关系,开关占空比D可以表示成:(4-2)􀂄直流-直流变换器有两种不同的工作模式:

1. 电感电流连续模式

2.电感电流断续模式􀂄在不同的情况下,变换器可能工作在不同的模式。因此,设计变换器和它的控制器参数时,应该考虑这两种不同的工作模式的特性。

大家要觉得好的话,我会继续整理和总结的,请大家支持我啊,好的话给投个票,或者提出些问题,我们一起讨论下哈icon,这好冷清啊icon

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  • 没文化的苦

    2007-7-12 21:00:09

    simon.mc :你好!现在不冷清了吧!可麻烦你了!不好意思啊!

  • 没文化的苦

    2007-7-12 20:52:10

            是啊!总谐波肯定畸变,那拿示波器能直接去测量吗?我记的输出电压有400伏吧,而且变频器要工作必须带上负载试呀。你讲换个试试是什么意思,还有什么方法可以测试。换个方法解决吗?为什么呀!现在装了滤波后到现在已半年多没再振动啦,电机温度也没以前烫,手感也好。目前我空了才想到去深入了解它一下,如果拿什么仪器可以测量的话,我还可以去试试,最多把滤波器拆了,振动一定会来的。哈哈!

  • simon.mc

    2007-7-13 9:36:05

    频谱分析仪,NI卡,只要能将时域转为频域的一起都可以测量,不过你的输出电压太高了,肯定要降压啦,示波器不行啊

  • simon.mc

    2007-7-12 10:14:59

    输出频率不是纯净的,会有高频的成分,总谐波失真听过吗,如果用仪器(从时域转为频域)分析,可以看到一倍输出频率,二倍输出频率........,谐波失真的危害很大的,建议你换个试试

  • 没文化的苦

    2007-7-26 14:56:18

            频谱分析仪能行吗?可以直接测量吗?可能还要装耗减器的.我这里可能只有频率计啊!它只能测量频率数的.还有什么方法可以直接测量的.

  • Jacky

    2007-7-26 11:27:11

    不能让这样的BLOG掉下去了

  • Jacky

    2007-7-26 11:28:30

    可以把图片搞清晰一点就好了

  • 没文化的苦

    2007-7-11 15:58:31

    simon.工:我是在输出侧装了滤波是消除了。但我想了解是什么类形的干扰引起的,整个环境看没什么与别处不同啊,屏蔽、接地、线距等都还标准的。哈哈!资料上有讲到高次谐波会引起电机振动,那是怎么一个过程呢?从理论上怎么分析讲清看懂它呢?这共振与机械共振有关还是与电动机固有频率有关呢?必经振动的厉害啊。一般的干扰也只能引起电机内部铁、铜损增加啊。

  • simon.mc

    2007-7-11 14:33:30

    振荡端很容易受到干扰,线和外围器件很容易影响到的,还有电源端一定要把高频的滤掉,加些滤波电容,让电源更稳定些

  • 没文化的苦

    2007-7-10 20:27:15

           主要我想不通,另15台设备电机没这现象,微这台有振动,还振地厉害,查了好多资料讲有干扰,为什么别的没发生呢?资料说变频器输出线大于30米要有影响,我们变频器到电机只有2米不到啊,说变频器性能不好,换了另1只还是振啊,取另台设备上的变频器装上仍振动啊,问题还在这台上,当时想传动轴不同心,用市电直接供电就没这现象了。我装了电抗滤波器后到底滤了什么干扰呢?导致电动机不振动了呢?这干扰有这么厉害啊!资料中讲变频器本身有抗干扰和消除干扰功能啊!哈哈!问题多多啊!不好意思!

  • 没文化的苦

    2007-7-10 20:39:01

      simon.mc   你好!       因为有些资料讲pwm制中的开关因素产生干扰,好多理论书说变频器内部已有功能齐全的解决办法的,那还有这么多缺陷啊!不过大多是好用的,哈哈!

  • simon.mc

    2007-7-9 8:26:39

    我没那么势力啊,不过我可以看到不知道怎么回事啊好多人都看不到图我再找找原因好了,你想学什么可以直接说,我会尽量帮助你的

  • 没文化的苦

    2007-7-8 16:19:29

             看你不到图啊!是否是想收钱啊?直说吧!现在是经济市场,我是来学的,看不到浪费时间啊!好多是只有头没有心的文章!

  • Allen兴年

    2007-6-29 16:50:59

    图看不到啊 

  • simon.mc

    2007-7-10 9:15:11

    有什么地方不明白,可以说的具体点,我尽量解答了呵呵

  • 没文化的苦

    2007-7-10 2:23:54

    simon.mc :你好!对不起!我当时讲的是气话,别在意。

  • 没文化的苦

    2007-7-10 3:49:04

    simon.mc :你好!因我厂有台成型机装上变频器已多时,电动机老时振动,整个成型机也振动的厉害,有时能看到模具移动时有明显步进(跳越)现象,我根据以往晶闸管调速系统中常用到电抗器,我就在变频器输出到电机上的线中串上软磁环并绕了3 圈。整机不振动啦,也不知道什么原因,上网找了很长时间没找着对应的,想先从变频器这里了解,好不容易找到又看不到图  就火啦,哈哈!今天看到图了在直流变换器的控制中分析1和图后有所理解意思了,脉宽调制就是书上讲的那个定频调宽吧,也是现在的  pwm啊!谢谢!下面 的明天在慢慢看分析,想睡觉了,快60啦,小时没好好学老来想学点 就苦呀!谅解啊!                                                                              

  • 没文化的苦

    2007-7-10 4:02:09

    simon.mc :你好!还请你为我讲的浅点,外文字太多啊!哈哈!开个小灶把。我的邮箱chen07q@163.com再次谢谢!

  • T xiang

    2007-8-28 11:45:56

    看过了,挺不错

    刚入门,很有启示~~多来点,小弟敬上