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PWM搞不定读完此文轻车熟路_电路_电流

admin 2024-12-10 09:35:44 0

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电路由二部分组成,图中上面是494/PWM掌握部分,为了大略起见,我用494直接来推动TLP250光藕,这样,输出的波形就有保障。
现在的频率约28K,输出波形为+15V和-6V,既可以驱动MOS管,也可以驱动IGBT管。

下面部分是赞助电源,AC220V输出经整流滤波送到TNY275掌握芯片,这是一个单片反激式小功率开关电源,一共输出4路相互隔离的电源:一起为15V,经78L12稳压供给TL494,另三路为21V,分别送TLP250的输出端,为光藕内部的输出电路供电。

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这个驱动板,紧张是用来驱动大功率全桥硬开关模式的开关电源,当然,也可以用于驱动半桥电路,乃至可以驱动双管正激式开关电源。

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(图片来自网络侵删)

电路是的Uf是电压反馈,也便是稳压用的,这由494的个中一个偏差放大器来承担;而494的另一个偏差放大器则用来掌握输出电流,见图中的If,我这里是用负压掌握的,当If真个电压从0减小到-0.2V时,PWM开始掌握占空比,以掌握输出电流。
要使电路在多少安培电流时起控,可以调度电流取样电阻的阻值来实现。

做这么个板子,除了电路外,还必须要考虑的是PCB上的安全隔离问题。

由于本人对开关电源一无所知,所做的东西全部为实验性子,务请读者不要效仿,以免造成不必要的丢失。

下图是输出波形,+15V -6V

下图是PWM起控时的波形:

最大占空比时的去世区韶光,不同厂家出的芯片,去世区韶光大大不同,原装的一样平常在1.8US旁边。

TNY275的D极波形:

这是电事理图,仅供参考:

原文链接:https://www.dianyuan.com/article/13939.html

PWM调光技能:如何优化LED色彩稳定度

本文磋商供应发光二极体(LED)调光的方法,剖析LED调光对其长期性能及所发射出光的色彩稳定性之影响,并特殊磋商如何结合利用线性恒流稳流器(CCR)及数位电晶体来供应脉冲宽度调变(PWM)调光。

PWM为改变LED光输出紧张方法

光要多少才足够?哀求的发光量常日由所处环境与用场决定。
就会议室而言,一样平常圆桌会议时的照明可能非常亮;但若利用投影系统来不雅观看会议材料,会议室的光就可能会调暗很多;起居室的照明常日会被调节从而营造恰当的氛围;而汽车仪表板的背光则常日根据白天或夜间驾驶来自动调节。

光源已从非常易于调节的白炽灯转向哀求以分外电路供应不同光等级的萤光灯。
LED是业界涌现的最新一代光源,哀求采取新的电子电路来改变光等级。
改变LED光输出的方法有两种,第一种是减小流经LED的电流,而LED发射的光量与流经LED的电流成正比;第二种方法是为LED供应脉波电流,LED发射出的光与事情周期(Duty Cycle)成正比。

利用减小电流的方法进行LED调光类似于大多数白炽灯泡利用的调光方法。
这种减小电流的方法在为数不多的运用中可以接管,但随着光等级降落,LED发出的光色彩也根据电流而变革。
电流较小时,色度(Chromaticity)朝向黄色变革。
图1显示不同电流时的范例色度变革。

白炽灯泡的亮度能够藉减小电流的方法来调光至低于完全亮度的1%,由于白炽灯是藉由电流流过灯丝,使灯丝发热进而发光。
但利用减小电流的方法,极难将LED亮度调至低于完全亮度的5%,由于所需的电压势会导致矽结点分裂并开始导电。
LED是二极体,随着结点分裂,它就像是电子雪崩,电阻连忙低落。
要供应足够电压,使LED以极低电流导电非常困难。
图2显示LED在不同正向电压(V)条件下的范例正向电流的曲线。

为LED供应脉波电流的方法也称作PWM,这种方法已经成为改变光等级的首选方法。
LED本身是矽元件,对应流经它们的电流导通及关闭而快速地导通和关闭。
开关韶光在100奈秒(ns)等级,相称于最大频率10MHz。
运用常日以100Hz~100kHz的频率事情。
频率低于100Hz时,人眼会不雅观察到LED光闪烁。
频率在500Hz~20kHz之间时,电路可能产生能听到的杂讯。
调光是通过在单个开关周期的某部分韶光内将LED导通;而在此开关周期的别的部分韶光内,将LED关闭来实现。
这种导通关闭周期称作事情周期(D),其表达办法为LED导通韶光(TON)除以全体开关/导通周期韶光(TS)(图3)。

LED导通韶光与光输出息息干系

在LED导通期间,流经LED的电流保持恒定,使LED发射的光恒定,且无色度(色彩)变革。
亮度与LED导通韶光所占的百分比成正比。

可以在LED的串列利用安森美半导体(On Semiconductor)的双端CCR(如NSI45020AZT1G)及双极结晶体管(BJT)(如MMBT3904LT1G)来配置图4所示的大略电路,用于汽车仪表板背光。
由两颗4.7kΩ电阻(R1,R2)构成的大略偏置电路置于双极结晶体管的基极。
电阻值10Ω、精度1%的电阻(R3)置于双极结晶体管的射极脚,用来感测电流。
丈量电阻R3两端的电压即可大略地得出对应的电流(200毫伏特=20毫安培),R3仅用于丈量电路电流,设计完成后即不须要它。
电路的供电电压范围为直流5~20伏特。
由微掌握器(MCU)供应的5伏特掌握电压,通过电阻R1施加在双极结晶体管的基极,并将双极结晶体管导通。
CCR会自动地将流经LED的电流坚持在20毫安培。

可以恰当选择R1和R2的电阻值,使其匹配驱动电路。
双极结晶体管常日在0.5伏特电压时开始导通。
若R1=R2(图4中均为4.7kΩ),那么这分压电路就哀求大于1伏特的电压来将双极结晶体管导通。
若R1=10kΩ且R2=47kΩ,这电路就只须要大于0.6伏特的电压来导通。

掌握讯号的事情频率为300Hz,脉波宽度为30微秒(μs)。
随着脉波宽度增加,LED导通的总韶光也会延长,并提升光输出。
在脉波靠近零电平时,光输出也将靠近零。
图5显示不同事情周期条件下的流明输出曲线。

任何电路开关电流可能都存在电磁滋扰(EMI)问题。
由于LED和CCR的开关速率极快,不到100奈秒,为肃清EMI弊病,可在电路中增加一颗电容。
在上述图4所示的基本电路中,双极结晶体管的基极与射极之间增加一颗100nF电容,使流经电路的电流上升沿(Rising Edge)及低落沿(Falling Edge)的斜坡延长1.5微秒(图6)。
CCR导通关闭电流的斜坡可以由电阻R1和电容C1的值来掌握……

原文链接:https://www.dianyuan.com/article/14145.html

PWM整流掌握技能的在线式UPS

1 概述

PWM前端掌握整流由于具有直流电压的变革,输入功率因数校正(PFC)和输入电流谐波掌握的能力等优点,被广泛用于三相交直交电压系统。
由前端整流器、直流电容,以及逆变器组成的三相交直交电压系统广泛用于在线式UPS。
基于DSP掌握的在线式UPS的构造图如图1所示。

图1 基于DSP掌握的在线式UPS的构造图

图1中,主电路由输入变压器、输入滤波电路、电压和电流检测电路、蓄电池、功率电路、输出滤波电路和静态开关等组成。
个中功率电路包括三个部分,即输入的PFC、三相全桥逆变器、DC/DC部分。
电路旗子暗记采取TMS320C2812掌握。
该掌握器是TI软件公司开拓的,可方便地进行汇编,实行掌握程序和缺点检讨。
一样平常PFC升压整流掌握器常日有两个反馈回路,外部电压环路和内在电流环路。
电压调节器产生电流掌握的d轴电流,而在q轴电流掌握是零的单位功率因数,其掌握如图2所示。

图2 带负载功率反馈的传统PWM掌握系统

在正常事情条件下,稳压器输出稳定的直流母线电压和d轴电流掌握,但是逆变器负荷不屈衡,就会产生颠簸的直流电压,因此整流器在不平衡负载下会造成前端总谐波失落真(THD)的输入电流。
干系研究表明直流电压滤波问题所造成的缘故原由是由于不平衡的逆变器的负载电流和不平衡的输入电压造成的,然而,他们的掌握目标不是提高电能质量的投入,而是只管即便减少直流环节电压。
一些研究职员已用开关函数观点的电力转换器,显示存在的谐波直流母线电压。
本文将用这些已量化的工程来处理谐波颠簸问题,仿真和实验结果将有效地证明本文提出的新型掌握技能。
2 系统剖析

一个标准的基于DSP掌握在线式UPS系统如图3所示。
系统由推动型的前端整流器、直流链接、电压源逆变器构成。
这两个功率转换器利用标准的空间矢量PWM掌握,产生快速电压调节与总谐波失落真最小化掌握逆变器。

图3 基于DSP掌握的三相整流逆变掌握系统模型

影响负载平衡剖析如下。
该逆变器的输入:

式中,SA,SB和SC是交流功能的交流机顶真个三个逆变器的开关,如下:

扩大这些功能交流,假设标准正弦相位电流如下:

式中,AK是k阶的组成部分。
AK≡0的所有三角变换后,可以得出:

式中,Iinv0是直流分量的逆变器输入电流;Iinvn是n阶部分的电流。
通过公式(4)可看到,IoutA=IoutB=IoutC和ΦA=ΦB=ΦC,同时有Iinvn=0,如果n>0三相负载电流是平衡的。
否则,互换身分存在会造成连锁反应……

原文链接:https://www.dianyuan.com/article/13919.html

专家解析:SPWM事情事理透彻剖析

1.1 SPWM事情事理

对付电压型逆变器来说须要办理的一个关键问题是如何根据给定的参考量发出PWM开关旗子暗记。
三种调制办法中,方波掌握存在占空比不可调,调压范围不足宽,保护功能不足完善,噪声比较大等缺陷,运用较少;SVPWM调制紧张用于电动机调速;SPWM (Sinusoidal PWM)法是一种利用较广泛的PWM法,本文就以其为调制方法,进行逆变器的剖析和研究。

1.1.1 SPWM掌握的基本事理

在采样掌握理论中有一个主要的结论:冲量相等而形状不同的窄脉冲加在具有惯性的环节上时,厥后果基本相同。
冲量即指窄脉冲的面积。
这里所说的效果基本相同,是指环节的输出相应波形基本相同。
即当它们分别加在具有惯性的同一个环节上时,其输出相应基本相同。
如果把各输出波形用傅立叶变换剖析,则其低频段非常靠近,仅在高频段略有差异。
上述事理可以称之为面积等效事理,它是PWM掌握技能的主要理论根本。

把图2-1a的正弦半波分成N等份,就可以把正弦半波算作是由N个彼此相连的脉冲序列所组成的波形。
这些脉冲宽度相等,都即是 /N,但幅值不等,且脉冲顶部不是水平直线,而是曲线,各脉冲的幅值按正弦规律变革。

如果把上述脉冲序列利用相同数量的等幅而不等宽的矩形脉冲代替,使矩形脉冲和相应正弦波部分的中点重合,且使矩形脉冲和相应的正弦波部分面积(冲量)相等,就得到图2-1b所示的脉冲序列,这便是PWM波形。
可以看出各脉冲的幅值相等,而宽度是按正弦波规律变革的。
根据面积等效事理,PWM波形和正弦半波是等效的。
对付正弦波的负半周,也可以用同样的方法得到PWM波形。
像这种脉冲的宽度按正弦规律变革而和正弦波等效的PWM波形,也称SPWM(Sinusoidal PWM)波形。
要改变等效输出的正弦波的幅值时,只要按照同一比例系数改变上述各脉冲的宽度即可。
2.1.2 PWM 波的天生方法。

SPWM波的掌握分为打算法和调制法。
打算法是给出了逆变电路的正弦波输出频率、

幅值和半个周期内的脉冲数,SPWM波形中各脉冲的宽度和韶光间隔可以准确打算出来。
按照打算的结果掌握逆变电路中各个开关器件的通断,以便得到所须要的PWM波。
调制法是把希望输出的波形作为调制旗子暗记,把接管调制的旗子暗记作为载波,通过旗子暗记波的调制得到所期望的PWM波形。
常日采取等腰三角波或锯齿波作为载波,个中等腰三角波运用最多。

由于等腰三角波上任一点的水平宽度和高度成线性关系且旁边对称,当它与任何一个平缓变革的调制旗子暗记波相交时,如果在交点时候对电路中开关器件的通断进行掌握,就可以得到宽度正比于旗子暗记波幅值的脉冲,这恰好符合PWM掌握的哀求。
在调制旗子暗记波为正弦波时,所得到的便是SPWM波形。
在实际运用中可以用仿照电路构成三角波载波和正弦调制波发生电路,用比较器来确定它们的交点,在交点时候对功率开关器件的通断进行掌握,就可以天生SPWM波形。

由于打算法较繁琐,打算量大,较少利用。
而仿照电路构造繁芜,难以实现精确的掌握。
因此,目前SPWM波形的天生和掌握多用微机来实现。
下面先容几种常用的用软件天生SPWM波形的算法,并剖析它们的特点 。

1 自然采样法

在正弦波和三角波的自然交点时候掌握功率开关器件的通断,称为自然采样法。
正弦波在不同相位角市价不同,因而与三角波相交所得到的脉冲宽度不同。
可知这种算法打算量比较大,需花费较多的韶光,因而难以在微处理器中实现……

原文链接:https://www.dianyuan.com/article/13815.html

基于SPWM的互换稳压电源设计方案

0 弁言

随着当代科学技能的进步,对供电质量越来越提出新的高哀求,像手机基站、精密仪器、精密加工设备、雷达系统等对供电的质量提出了更高的哀求,比如白炽灯输出电压改变约0.3%就会引起人们的不适觉得,而且带微处理器掌握器和电力电子装置的负载设备越来越多,这些设备对许多类型的电能质量扰动都很敏感。

传统的稳压器由于其自身的缺陷不能够知足现在的技能哀求。
由于电力电子技能的快速发展,MOSFET 等大功率开关器件的成熟运用,逆变器技能以及PWM 技能都得到了极广泛的运用。
本设计互换稳压电源的基本哀求是:输入电压为互换24V;输出电压为互换36V;哀求输出有200mA的电流。
本文基于逆变技能及PWM技能,采取SPWM掌握办法从单片机最小系统设计、整流及电源电路、DC-DC 升压电路、SPWM 转换电路、H 桥驱动电路等几个方面出发,设计了互换稳压电源的各个部分内容,同时通过电压、频率采样电路、A/D 转换电路、数码管显示电路等几个方面的设计增加了系统的电压、频率显示功能。

设计了单片机及其外围电路,并结合一套合理的程序算法,给出了一套互换稳压电源软硬件办理方案。
1 SPWM 掌握的基本事理SPWM 法是一种比较成熟的、目前利用较广泛的PWM 法。
SPWM 便是以采样掌握理论中的冲量等效事理为理论依据的(冲量相等而形状不同的窄脉冲加在具有惯性的环节上时,厥后果基本相同)。

用脉冲宽度按正弦规律变革而和正弦波等效的PWM 波形即SPWM波形掌握逆变电路中开关器件的通断,使其输出的脉冲电压的面积与所希望输出的正弦波在相应区间内的面积相等,通过改变调制波的频率和幅值则可调节逆变电路输出电压的频率和幅值。

在采样掌握理论中有一个主要的结论:冲量相等而形状不同的窄脉冲加在具有惯性的环节上,厥后果基本相同。
冲量指窄脉冲的面积。
效果基本相同指环节的输出相应波形基本相同。
如把各输出波形用傅氏变换剖析,则其低频特性非常靠近,仅在高频段略有差异。
这一结论是PWM掌握的主要理论根本。
如图1(a)所示,将正弦半波算作由N 个彼此相联的脉冲组成的波形。
这些脉冲宽度相等,但幅度不等,且脉冲的顶部为曲线,各脉冲的幅值按正弦规律变革。
如果将上述脉冲序列用同样数量的等幅不等宽的矩形脉冲序列代替,使矩形脉冲的中点和相应正弦波部分的中点重合,且使矩形脉冲和相应的正弦波部分面积相等,就得到图1(b)所示的脉冲序列。
像这种脉冲宽度按正弦规律变革而和正弦波等效的波形即为SPWM波形。

图 1 PWM掌握的基本事理图

得到 SPWM的详细实现方法可以是用一个正弦调制波和一个等腰三角载波相交,由它们的交点确定逆变器的开关模式。
如图2 所示,正弦波大于三角波时,使相应的开关器件导通;当正弦波小于三角载波时,使相应的开关器件截止。

图 2 SPWM掌握的基本事理图

2 系统的总体设计本设计包括单片机最小系统、整流及电源电路、DC-DC 升压电路、SPWM 转换电路、H 桥逆变电路等几个模块,由于系统须要完成输出电压和频率的检测和显示,因此须要设计电压、频率采样电路、A/D 转换电路、数码管显示电路等。
系统的总体设计框图如图3 所示……

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