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它共有个桥臂,可以看成由两个半桥电路组合而成。
把桥臂和作为对,桥臂和作为另队,成对的两个桥臂同时导通,两对交替各导通。
在阻感负载时,还可以采用移相的方式来调节逆变电路的输出电压,这种方式称为移相调压。
移相调压实际上就是调节输出电压脉冲的宽度。
在图的单相全桥逆变电毕业设计论文说明书共页第页装订线路中,各的栅极信号仍是正偏,反偏,并且和的栅极信号互补,和的栅极信号互补,但的基极信号不是比落后,而是只落后。
也就是说,的栅极信号不是分别和的栅极信号同相位,而是前移了。
这样,输出电压就不再是正负各为的脉冲,而是正负各为的脉冲,各的栅极信号及输出电压输出电流的波形如图所示,下面对其工作过程进行具体分析。
设在时刻前和导通,输出电压为,时刻和栅极信号反向,截止,而因负载电感中的电流不能突变,不能立刻导通,导通续流。
因为和同时导通,所以输出电压为零。
到时刻和栅极信号反向,截止,而不能立刻导通,导通续流,和构成电流导通,输出电压。
到负载电流过零并开始反向时,和截止,和开始导通,仍为。
时刻和栅极信号再次反向,截止,而不能立刻导通,导通续流,再次为零。
以后的过程和前面类似。
这样,输出电压的正负脉冲宽度就各为。
改变,就可以调节输出电压。
在纯电阻负载时,采用上述移相方法也可以得到相同的结果,只是不再导通,不起续流作用。
在为零的期间,个桥臂均不导通,负载也没有电流。
显然,上述移相调压方式并不适用于半桥逆变电路。
不过在纯电阻负载时,仍可采用改变正负脉冲宽度的方法来调节半桥逆变电路的输出电压。
这时,上下两桥臂的栅极信号不再是各正偏反偏并且互补,而是正偏的宽度为反偏的宽度为,二者相位差。
这时输出电压也是正负脉冲的宽度各位。
图单相全桥逆变电路波形图毕业设计论文说明书共页第页装订线第六章全桥移相开关电源设计电路图设计由组成全桥整流电路,其中是滤波电路。
由组成全桥逆变电路,图中和变压器漏感组成谐振电路,在逆变开关过程中产生零电压软开关。
在逆变器输出负载回路中,串入电流互感器检测负载电流,用于过电流保护。
输出变压器的二次侧整流电路由组成。
由组成过电流检测电路,将互感器的交流电流变成交流电压,经整流变换成直流电压,经滤波,变成平稳的直流电压,在上形成阈值电压,当电流超过阈值时,被击穿,上产生高电平,经连接到的脚过电流封锁。
由组成输出电压检测电路,是稳压电路,是线性光耦合电路,工作在线形放大状态。
当输出电压偏高时,光耦电路的输出电流增大,在上的电压增加当输出电压偏低时,光耦的输出电流减少,在上的电压降低。
是设计移相零电压谐振开关电源的控制器件,它可对全桥开关的相位进行相位移动,实现全桥功率级定频脉宽调制控制。
通过功率开关器件的输出电容充放电,在输出电容充放电结束即电压为零时实现零电压导通。
有关的功能结束请参见第三章相关内容。
相位控制的特点体现在的个输出端分别驱动两个半桥,可单独进行导通延时即死区时间的控制,在该死区时间内确保下个功率开关器件的输出电容放电完毕,为即将导通的开关器件提供电压导通条件。
在全桥模式下,移相控制的优点得到充分体现。
电路图原理输入整流电路是交流电源,是热敏电阻,当电流突然增大,电流经过热敏电阻必然发热,从而它电阻也增大,起到保护电路的目的。
是保护电阻,当电流过大是熔断,保护电路。
起电容滤波作用,电容器是个储存电能的仓库。
在电路中,当有电压加到电容器两端的时候,便对电容器充电,把电能储存在电容器中当外加电压失去或降低之后,电容器将把储存的电能再放出来。
充电的时候,电容器两端的电压逐渐毕业设计论文说明书共页第页装订线升高,直到接近充电电压放电的时候,电容器两端的电压逐渐降低,直到完全消失。
电容器的容量越大,负载电阻值越大,充电和放电所需要的时间越长。
这种电容带两端电压不能突变的特性,正好可以用来承担滤波的任务。
是滤波电路,其滤波效能很高,几乎没有直流电压损失,适用于负载电流较大要求纹波很小的场合。
毕业设计论文说明书共页第页装订线图全桥移相开关电源图组成不可控整流电路,当上的电压上正下负时,电流通过回路流通,此时上正下负当上的电压上负下正时,电流通过回路流通,此时同样是上正下负。
故上的交流压电通过不可控整流电路转化为直流电压。
全桥逆变电路上的直流电通过由组成的移相控制全桥逆变电路。
作为输入电压,为第个参数相同的功率开关管。
和为相应的体二极管和输出结电容,功率开关管的输出结电容和输出变压器的漏电感作为谐振元件,使个开关管依次在零电压下导通,实现恒频软开关。
和构成超前臂,和构成滞后臂。
为了防止桥臂直通短路,和,和之间人为地加入了死区时间,它是根据开通延时和关断不延时原则来设置同桥臂死区时间。
和,和之间的驱动信号存在移相角,通过调节角的大小,可调节输出电压的大小,实现稳压控制。
图移相全桥电路工作波形各工作模态分析在之前,和已导通,在内维持和导通,和截止。
电容和被输入电源充电。
变压器原边电压为,功率由变压器原边传送到负载。
在功率输出过程中,软开关移相控制全桥电路的工作状态和普通硬开关电路相同。
超前臂在死区时间内的谐振过程。
加到上的驱动脉冲变为低电平,由导通变为截止。
电容和迅速分别充放电,与等效电感串联谐振,在谐振结束前之前,使前臂中心电压快速降低到,使立即导通,为的零电压毕业设计论文说明书共页第页装订线导通作好准备。
原边电流止半周箝续流过程。
在驱动脉冲变为高电平后实现了零电压导通,由于已提前提供了原边电流的左臂续流回路,虽然两臂中点电压为零,但原边电流仍按原方向继续流动,逐步衰减。
关断后滞后臂谐振过程,时加到的驱动脉冲电压变为低电平,由导通变为截止,原边电流失去主要通道。
和开始充放电,与谐振电感串联谐振。
导通续流,为的零电压导通作好准备。
原边电流以最大变化率从正峰值急速下降。
电感储能回送电网期。
时刻已导通续流,下冲的电流经返回到电源,补偿了电网在全桥电路上的功耗。
滞后臂死区时间应该在该时间段内结束。
原边电流下冲到零点。
原边电流下冲过零后开始负向增大。
和都已导通,形成新的电流回路开始接口在实际应用中只用到了少量的几个引脚,主要包括测试数据输入测试数据输出测试模式选择测试时钟输入测试复位和测试时钟返回等。
芯片在内部集成了模块,因此,只要经过接口就可以实现仿真调试功能了,整个调试过程中,外部只需要台能实现接口控制功能的主机即可。
在电路板上将内模块的几个引脚分别引出,构成个接口。
在调试的过程中,将的仿真器的端接到机的并行口上,另端接到电路板上的接口上就可以进行在线的调试和程序的下载了,见图。
接口对于设计开发过程的帮助很大,在调试本系统的下位机终端软件时,利用在线调试,能够很方便的进行程序的修改和运行状态的测试,大大加快了设计和开发的进度。
图接口电路时钟电路系统时钟给芯片提供时钟般有两种方法种是利用芯片内部所提供的晶振电路,在芯片的和之间连接晶体,可启动内部振荡器另种方法是将外部时钟源直接输入引脚,悬空,采用封装好的晶体振荡器。
本系统选用的就是第种方法。
如图所示。
图晶体振荡电路实时时钟实时时钟提供套计数器在系统上电和关闭操作时对时间进行测量。
在掉电模式下消耗的功率非常低,这使其适合于由电池供电的,不连续工作空闲模式的系统。
如图所示,的时钟由独立的振荡器来提供。
以晶振和的银锌纽扣电池为独立的时钟源和电源,用于抄表时间控制和实时时间显示。
图实时时钟电路人机接口电路为了提高本系统的可操作性和可维护性,方便工作人员在现场对下位机终端系统的测试和维护,在本系统中,设计了直观和友善的人机界面,为开发和操作的灵活方便提供了有利条件。
它包括将相关信息输出到进行显示的电路,以及利用键盘输入来设定和修改存储在中的系统运行参数的电路。
由于选用了带有存储器的微处理器作为主控制器,可以方便的修改设定在其中的参数,有了这部分电路之后,操作人员就可以利用键盘和在现场对终端工作中的些参数进行即时设定和修改。
电源电路设计在本系统中需用到几种不同电压值的电源,分别是的直流电,其中的电源是个单独给模块供电的电源,因此接下来只分析和电路,电路放在后面通信模块中讨论。
电源电路图所示,采用集成的开关电源模块将现场的交流电压转变为两路的直流电压供下位机终端系统使用,路供数字芯片电路,路供电路使用,避免总线所引入的噪声对终端系统的干扰。
可以通过变换的直流电来产生,而且驱动能力也完全可以得到保证。
另外,在电源出现故障或者停电的状态下也可以通过电池来给下位机终端系统提供段时间的电源,以保证监控中心可以有足够的时间来判断故障原因,并及时采取相应的措施。
图终端电源的原理框图电源的设计在本系统中,依靠电压供电的主要有以及它的些外围器件,如接口复位按钮等,对电流的要求并不是很大,而己经设计的电源有足够的能力来驱动这些电路,为了简化电路设计,同时也为了很好的利用已有的资源,所以决定采用电源芯片将的电源来转变为,且能的电流输出,完全能满足电路的需求,具体电路设计如下图所示。
图转电路电路是年电子工业协会为了扩展的应用范围在其基础上制定的标准,采用差分传输方式传输数据。
标准只对接口的电气特性做出规定,而,向直流侧反馈的无功能量提供通道,逆变桥各臂都并联了反馈二极管。
它共有个桥臂,可以看成由两个半桥电路组合而成。
把桥臂和作为对,桥臂和作为另队,成对的两个桥臂同时导通,两对交替各导通。
在阻感负载时,还可以采用移相的方式来调节逆变电路的输出电压,这种方式称为移相调压。
移相调压实际上就是调节输出电压脉冲的宽度。
在图的单相全桥逆变电毕业设计论文说明书共页第页装订线路中,各的栅极信号仍是正偏,反偏,并且和的栅极信号互补,和的栅极信号互补,但的基极信号不是比落后,而是只落后。
也就是说,的栅极信号不是分别和的栅极信号同相位,而是前移了。
这样,输出电压就不再是正负各为的脉冲,而是正负各为的脉冲,各的栅极信号及输出电压输出电流的波形如图所示,下面对其工作过程进行具体分析。
设在时刻前和导通,输出电压为,时刻和栅极信号反向,截止,而因负载电感中的电流不能突变,不能立刻导通,导通续流。
因为和同时导通,所以输出电压为零。
到时刻和栅极信号反向,截止,而不能立刻导通,导通续流,和构成电流导通,输出电压。
到负载电流过零并开始反向时,和截止,和开始导通,仍为。
时刻和栅极信号再次反向,截止,而不能立刻导通,导通续流,再次为零。
以后的过程和前面类似。
这样,输出电压的正负脉冲宽度就各为。
改变,就可以调节输出电压。
在纯电阻负载时,采用上述移相方法也可以得到相同的结果,只是不再导通,不起续流作用。
在为零的期间,个桥臂均不导通,负载也没有电流。
显然,上述移相调压方式并不适用于半桥逆变电路。
不过在纯电阻负载时,仍可采用改变正负脉冲宽度的方法来调节半桥逆变电路的输出电压。
这时,上下两桥臂的栅极信号不再是各正偏反偏并且互补,而是正偏的宽度为反偏的宽度为,二者相位差。
这时输出电压也是正负脉冲的宽度各位。
图单相全桥逆变电路波形图毕业设计论文说明书共页第页装订线第六章全桥移相开关电源设计电路图设计由组成全桥整流电路,其中是滤波电路。
由组成全桥逆变电路,图中和变压器漏感组成谐振电路,在逆变开关过程中产生零电压软开关。
在逆变器输出负载回路中,串入电流互感器检测负载电流,用于过电流保护。
输出变压器的二次侧整流电路由组成。
由组成过电流检测电路,将互感器的交流电流变成交流电压,经整流变换成直流电压,经滤波,变成平稳的直流电压,在上形成阈值电压,当电流超过阈值时,被击穿,上产生高电平,经连接到的脚过电流封锁。
由组成输出电压检测电路,是稳压电路,是线性光耦合电路,工作在线形放大状态。
当输出电压偏高时,光耦电路的输出电流增大,在上的电压增加当输出电压偏低时,光耦的输出电流减少,在上的电压降低。
是设计移相零电压谐振开关电源的控制器件,它可对全桥开关的相位进行相位移动,实现全桥功率级定频脉宽调制控制。
通过功率开关器件的输出电容充放电,在输出电容充放电结束即电压为零时实现零电压导通。
有关的功能结束请参见第三章相关内容。
相位控制的特点体现在的个输出端分别驱动两个半桥,可单独进行导通延时即死区时间的控制,在该死区时间内确保下个功率开关器
