测控电路第5版李醒飞电子课件测控电路第8章节连续信号控制电路.pptx

8.1 脉宽调制8.2 导电角控制8.3 变频控制电路8.1 脉宽调制8.2 导电角控制8.3 变频控制电路8.1脉宽调制(PWM)控制电路脉宽调制(Pulse Width Modulation)控制电路，通常称为PWM控制电路，是利用半导体功率晶体管或晶闸管等开关器件的导通和关断，把直流电压变成一系列幅值相等的电压脉冲，通过控制电压脉冲的宽度以达到变压目的，或者控制电压脉冲宽度和脉冲列的周期以达到变压变频目的的一种变换电路。 8.1脉宽调制(PWM)控制电路为什么采用脉宽调制,而不用电压调速?脉宽调制可以用于直流和交流电机调速,还可以与调频相结合，通用性强;在电机驱动中功率放大器工作在非线性状态，脉宽调制让功率放大器工作在开关状态，可以减小有功功率消耗，获得较高的效率与较好的线性;让电机始终处在有电状态,对于电机动态特性有利。ECR2uP∞RPu0ub-V+ucuL+NR1R3RL8.1.1 脉宽调制控制电路的工作原理脉宽调制控制电路包括电压-脉宽变换器和开关式功率放大器两部分。运算放大器N工作在开环或正反馈状态，实现把连续电压信号变成脉冲电压信号。二极管VD在V关断时为感性负载RL提供释放电感储能、形成续流回路。功率放大电压-脉宽ECR2uP∞RPu0ub-V+ucuL+NR1R3RL8.1.1 脉宽调制控制电路的工作原理N的反相端输入三个信号：锯齿波或三角波调制信号up,控制电压uc，负偏置电压u0，其作用是在uc=0时通过RP的调节使比较器的输出电压ub为宽度相等的正负方波。 功率放大电压-脉宽uPuPuPOOOtttuP+uc+u0uP+uc+u0uP+uc+u0OOOtttubububOOOτττTTTttta)uc=0b)uc0c)uc08.1.1 脉宽调制控制电路的工作原理uc0: 锯齿波过零提前，正半波比负半波窄uc0: 锯齿波过零的时间后移，正半波比负半波宽Ecu0ucR1+C3R10R248∞R6R4R7-VCT+ubR3NE555+NR76THR51VTRC225R9C1R88.1.2 典型脉宽调制电路锯齿波脉宽调制器 改善线性 一定电压放电，形成锯齿波锯齿波发生器 电压比较器 +EcucR9V3R3R8R10CR13aV1∞R1uo1R4+R14+R5∞VD1VS1--bN1+RPuPVD2R7VS2R2+N2R15R6V5V2R16R11R17V4uo2R18R12-Ec8.1.2 典型脉宽调制电路形成一定死区 三角波脉宽调制器 积分器 迟滞比较器 uc-uPuc-uPuc-uP+1.2Vuc000ttt-1.2Vucuo1uo1uo1000tttuo2uo2uo2000ttta)uc=0b)uc0 c)uc0 8.1.2 典型脉宽调制电路三角波脉宽调制器 EcPWM输出输出高电平AB数据输入接口413ACD4585EcPA710D7D71414BPA6713116PA52129脉宽调制2PA415111165C比较器D0D0计数器12310A0A0PA3A110146A15PA27IORRD7142WR9PA1IOW915315RESETPA0RESET11CD4585PC7CS8CP645Ec地址译码器分频器φ频率变换8.1.2 典型脉宽调制电路数字式脉宽调制器 8.1.3 PWM功率转换电路可逆和不可逆：可逆就是电机即可正转也可反转；不可逆就是电机只能一个方向转动。反电动势：是电机转动产生的，与转速有关。自感电动势：流过电枢电流变化产生的感应电势。电动：电机转动方向与流过电枢的电流方向相同。制动：电机转动方向与流过电枢的电流方向相反。回馈制动：流过电枢的电流与电机转动方向相反且流入电源，即将能量回馈给电源。 ua,iaED+uaVD1EMia-+ECUaEDViaubVD2OτtTa） 电路原理图b） 电流和电压波形1、简单的不可逆PWM控制电路 工作原理E加到电动机电枢两端 靠VD1续流ub1,ub4EOτTtV2ub2,ub3VD1V1VD213ub1ub2OiatuABMABEOt-Eub3ub4（重载）42VD4VD3iaV3V4112O（轻载）tia121O344tb) 电压电流波形a) 电路原理图2、H型双极式可逆PWM控制电路 0≤tτ期间，V1、V4饱和导通，V2、V3截止，E加在电枢AB两端，UAB=+E； τ≤tT期间，V1、V4截止，但V2、V3并不能立即导通，电枢电流ia沿回路经VD2、VD3续流。2、H型双极式可逆PWM控制电路 若电动机的负载较重，即电枢电流ia大，在续流阶段电流始终为正，则电动机始终工作在电动状态，ia只流经1、2两支回路，如图中“重载”情况所示。若负载轻，则ia小，续流时电流可能很快衰减到零，于是V2、V3在电源电压