现代电力电子技术基础李宏现代电力电子技术基础2章节(6259KB).ppt

练习题 返回 第10章 几种应用设计举例 §10.1 小灵通基站电源设计 §10.2 直流电机调速 §10.3 基于DSP的直流电机弱磁调速示例 §10.4 高频弧焊电源设计 返回 §10.1 小灵通基站电源设计 小灵通(PHS) 的基站基本上由市电供电，需要电力部门、基站所在单位或市民配合，电力检修或电网故障会造成服务中断，给小灵通的正常运行造成极大的困难，阻碍了小灵通的发展，严重地损害了小灵通运营商的信誉和小灵通用户的利益。通信电源典型的配电方式有市电和UPS、市电和发电机，由于小灵通基站多，不可能为每一个基站配备UPS或发电机，为了保证基站供电安全，若对基站供电采用采用远程直流供电，即市电工作正常时，利用市电供电，市电停电后，利用小灵通基站的空余线对进行直流远供，这种方式成本较低可靠性高，室外维护量小，可以保证小灵通的通讯需要。 1 技术指标 输入电压: 41-57 Vdc； 输入电流: 5A； 转换效率 ≥85%； 输出电压: 220Vdc±20%； 输出电流：500mA； 电压调整率：整定值±0.2%； 输出纹波电压峰-峰值小于200mV； 过载保护: 输出功率120%额定功率时切断输出,自恢复； 开路保护: 输出电流≤50mA时自动关断,自恢复； 2 基于UC3846的电源设计 DC/DC变换器主电路拓扑有正、反激式、推挽式、半桥式和全桥式等。控制芯片的种类也非常多，主要分为电流控制型与电压控制型两大类。 图10-1示出了采用电流型PWM控制器的全桥DC-DC变换器的原理电路。控制电路包含两个反馈环节：峰值电流的内环反馈和输出电压的外环反馈，外环误差放大器OP的输出作为内环的给定，由于峰值电流型变换器在占空比大于0.5时会出现不稳定现象，需要斜坡补偿，在峰值电流取样信号（电感电流取样信号）上按一定的补偿系数叠加振荡器产生的震荡信号。内环和外环共同作用根据输入电压和负载的变化情况调整占空比D，保证输出电压Vo的稳定。 选用全桥式DC/DC变换器作为主电路，电流型PWM控制芯片UC3846作为该系统的控制单元。 图10-1 峰值电流型PWM控制的全桥DC-DC变换器的原理电路 1）控制电路设计 UC1846的内部结构方框图如图10-2所示，它专门设计了一个电流测定放大器，增益为3。误差放大器E/A（管脚5、6、7）输出（7脚）经二极管和0.5V偏压后送至比较器反向端，比较器同相端为三倍后的电流测量信号。注意振荡器的锯齿波信号没有输入比较器，因此比较器后增设一个锁存器。关断信号与350mV电压比较后，也送到锁存器， 锁存器由锯齿波作为复位时钟脉冲。另外，振荡器具有可变死区时间控制和外同步能力。电流限制1端电平可由外电路限定，由它影响误差放大器的电压输出值。基准电压精度达1%，振荡器频率可达1MHz，因此脉宽调制器A、B输出端的工作频率可达500 KHz。 图10-2 UC1846的内部结构方框图 电流测定放大器输出由内电路限定在3.5V，因此，电流取样的入最大电压值为1.2，根据1.2V数值可以选定电流测定环节参数。当使用电阻测定电流时，阻值： IPK即为电感电流的峰值。也可以用电流传感器测量电流，得到电压加在3、4 端。如果电感电流有瞬态尖峰，则应加入小电容——电阻进行滤波。 UC1846 的电流限制方式是它的突出优点之一，它限制尖峰电流的能力特别强，可以实现电流逐个脉冲比较，即对每个脉冲电流检测限定。 图10-3示出电流测定、限制调整的工作原理。基准电压 经电阻R1，R2到地，故 当E/A误差放大器输出电压为VP1+0.5时（0.5V为Tr导通所需电压），晶体管将导通。因此，电流限制1端的电压给定值即给定了E/A的限幅值。此限幅值的1/3，即应为电流测定电阻Rs的电压值。 因此，使比较器翻转的阀值电压为 ；Rs的两端电压超过VRS值时，UC1846 PWM比较器将输出锁闭，相应此时的电感峰值电流为： 图10-3 电流测定、限定调整的工作原理 振荡器的频率： RT的值从1 k--500 k 。CT的值不能小于100P。增大CT的值，增大锯齿波下降时间，即死区增大。一般可选=1000P，如果多片 UC1846 工作需要同步时，则只要在一个UC1846 上装上RT、CT元件，并把他的同步端连接到所有的UC1846的同步端上即可。使用时在R2 两端并联电容CS可起软启动控制的作用。 2）主电路设计 全桥电路对角的两个功率晶体管作为一组，每组同时接通或断开，两组开关轮流工作，中间有死区，在死区时间内，四个开关将均处与断开状态。四个开关导通占空比值均相等。 根据设计指标 ，最大输入功率