開關(guān)電源實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)

1、精品文檔開關(guān)電源技術(shù)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書信息工程學(xué)院電氣及自動(dòng)化教研室2009.04.18。1歡迎下載精品文檔實(shí)驗(yàn)一電流控制型脈寬調(diào)制開關(guān)穩(wěn)壓電源研究一實(shí)驗(yàn)?zāi)康?掌握電流控制型脈寬調(diào)制開關(guān)電源的工作原理，特點(diǎn)與構(gòu)成。2熟悉電流控制型脈寬調(diào)制芯片UC3842的工作原理與使用方法。3掌握開關(guān)電源的調(diào)試方法與參數(shù)測(cè)試方法。二實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1利用芯片UC3842，連接實(shí)驗(yàn)線路，構(gòu)成一個(gè)實(shí)用的開關(guān)穩(wěn)壓電源電路。2芯片 UC3842的波形與性能測(cè)試（ 1）開啟與關(guān)閉閥值電壓。（ 2）鋸齒波，包括周期、占空比、幅值等，并與理論值相比較。（ 3）不同負(fù)載以及不同交流輸入電壓時(shí)的輸出PWM波形，并與正確波形相對(duì)比。（ 4）反饋

2、電壓端（即 UC38422號(hào)腳）與電源端（即 7 號(hào)腳）波形。（ 5）輸出 PWM脈沖封鎖方法測(cè)試。3開關(guān)電源波形測(cè)試（ 1） GTR集電極電流與集 - 射極電壓波形。（ 2）變壓器原邊繞組兩端波形。（ 3）輸出電壓 VO波形。4開關(guān)電源性能測(cè)試（ 1）電壓調(diào)整率（抗電壓波動(dòng)能力）測(cè)試。（ 2）負(fù)載調(diào)整率（抗負(fù)載波動(dòng)能力）測(cè)試。（ 3）緩沖電路性能測(cè)試。三實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)組成及工作原理電源裝置是電力電子技術(shù)應(yīng)用的一個(gè)重要領(lǐng)域。其中高頻開關(guān)式直流穩(wěn)壓電源由于具有效率高，體積小和重量輕等突出優(yōu)點(diǎn)，獲得了廣泛的應(yīng)用。開關(guān)電源的控制電路可分為電壓控制型和電流控制型。前者是一個(gè)單閉環(huán)電壓控制系統(tǒng)，后者是一個(gè)電壓

3、、電流雙閉環(huán)控制系統(tǒng)，電流控制型較電壓控制型有不可比擬的優(yōu)點(diǎn)。具體實(shí)驗(yàn)原理可參見附錄。具體線路見圖5 4。四實(shí)驗(yàn)設(shè)備和儀器1 MCL-08直流斬波及開關(guān)電源實(shí)驗(yàn)掛箱2雙蹤示波器3萬(wàn)用表五實(shí)驗(yàn)方法。2歡迎下載精品文檔1認(rèn)真閱讀實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書，掌握開關(guān)電源的工作原理。32PRR3241+ C1R1C23PR8RTV61351111源電壓穩(wěn)2 1 C S2PR通斷2PR+1PRV022201411656C CR+57RR632457834C2U18通斷通斷8944RC6373RC54PR關(guān)開制調(diào)寬脈型制控流電45圖2開啟閥值電壓測(cè)試將“ 10”與“ 11”、“ 6”與“ 9”、“ 12”與“ 13”、“

4、 14”與“ 15”相連。10612141191315電位器 RP1和 RP3都左旋到底。 合上電源后，用示波器觀察“7”與“ 16”（鋸齒波）及“ 10”與“ 16”（ UC3842電源電壓） 波形， 將 RP2順時(shí)針慢慢旋轉(zhuǎn)， 直到鋸齒波剛產(chǎn)生為止， 用萬(wàn)用表測(cè)出 “ 10”與“ 16”之間電壓，該電壓即為開啟閥值電壓UT。 UT=3芯片 UC3842的波形與性能測(cè)試（ 1）測(cè)試 7 端鋸齒波的周期T，幅值 Vp-p 與占空比D。T（ ms）Vp-p （ V）D。3歡迎下載精品文檔（ 2）不同直流輸入電壓時(shí)的輸出PWM波形。開關(guān)電源工作后，用萬(wàn)用表測(cè)“1”與“ 16”端間電壓，該電壓即為直

5、流輸入電壓Vd，用示波器觀察“ 12”與“ 16”及“ 7”與“ 16”之間波形，然后將RP1順時(shí)針慢慢旋轉(zhuǎn)，邊旋轉(zhuǎn)邊觀察，并記錄輸出PWM波形的變化情況，一直觀察到Vd 約減小 20%時(shí)止，同時(shí)測(cè)量Vd 變化前后的“ 8”與“ 16”及“ 10”與“ 16”間電壓值。測(cè)試結(jié)束后，將RP1左旋到底。Vd 變化前Vd 變化后VdVdV8.16V8.16V10.16V10.16（ 3）不同負(fù)載變化時(shí)的輸出PWM波形RP3 左旋到底，觀察波形同上。RP3 順時(shí)針慢慢旋轉(zhuǎn)，邊旋轉(zhuǎn)邊觀察，并記錄輸出PWM波形的變化情況，一直觀察到該電位器順時(shí)針旋轉(zhuǎn)到底為止，這時(shí)候負(fù)載增大了約25%，同時(shí)測(cè)量負(fù)載變化前后

6、的“8”與“ 16”及“10”與“ 16”之間電壓值。負(fù)載變化前負(fù)載變化后V8.16V8.16V10.16V10.16(4) 不同直流輸入電壓時(shí)的反饋電壓端（8 端）與電源端（10 端）波形減小直流輸入電壓Vd，同時(shí)觀察并記錄8 與16 及10 與16 間波形，直到Vd 約減小20%時(shí)止，測(cè)試結(jié)束后，將RP1左旋到底。(5) 輸出PWM脈沖封鎖方法測(cè)試a. 改變3 腳電壓封鎖輸出脈沖，將“14”與“15”斷開，“5”與“14”相連，電位器RP4左旋到底，用示波器觀察“7”端鋸齒波。將RP4順時(shí)針慢慢旋轉(zhuǎn)，直到鋸齒波完全消失時(shí)止，測(cè)出“5”與“16”間電壓，該電壓即為3 腳的輸出脈沖封鎖電壓。U

7、3=b改變 1 腳電平封鎖輸出脈沖“ 5”與“ 14”、“ 6”與“ 9”斷開，“ 14”與“ 15”、“ 5”與“ 9”相連， RP4右旋到底。觀察波形同上，將RP4 逆時(shí)針慢慢旋轉(zhuǎn)，直到鋸齒波完全消失時(shí)止，測(cè)出“5”與“ 16”間電壓，該電壓即為1 腳的輸出脈沖封鎖電壓。U1=4開關(guān)電源波形測(cè)試將“ 5”與“ 9”斷開，“ 6”與“ 9”相連（ 1）用示波器觀察“ 15”與“ 16”及“ 2”與“ 16”間波形。（ 2）用示波器觀察“ 1”與“ 2”間波形。（ 3）用示波器觀察輸出電壓 VO波形。5開關(guān)電源性能測(cè)試（ 1）電壓調(diào)整率（抗電壓波動(dòng)能力）測(cè)試100% 。調(diào)節(jié) RP1使 V 減小

8、 20%，用萬(wàn)用表測(cè)量 V 改變前后的輸出電壓V 和 V ，則電壓調(diào)整率為VO1VO 2ddO1O2V O1VO1（V）VO2（ V）電壓調(diào)整率。4歡迎下載精品文檔（ 2）負(fù)載調(diào)整率（抗負(fù)載波動(dòng)能力）測(cè)試將 RP3左旋到底，用萬(wàn)用表測(cè)量輸出電壓（設(shè)為V ），再將 RP3右旋到底（負(fù)載增加約25%），測(cè)量O1輸出電壓（設(shè)為 V ），則負(fù)載調(diào)整率為VO1 VO2100% 。VO1O2VO1（V）VO2（ V）負(fù)載調(diào)整率（ 3）緩沖電路性能測(cè)試在開關(guān) S1 合上（ C1+C7 =0.101 F）與斷開（ C1=1000P）條件下，觀察“2”與“ 16”間波形變化。六實(shí)驗(yàn)報(bào)告1列出開啟閥值電壓值以及3

9、 腳與 1 腳的脈沖封鎖電壓值。2畫出 UC3842的 4 腳的鋸齒波，并注明周期、幅值，占空比等。3畫出所測(cè)的各點(diǎn)波形。4根據(jù)實(shí)際測(cè)量值，計(jì)算出電壓調(diào)整率與負(fù)載調(diào)整率，并就這兩個(gè)指標(biāo)對(duì)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)這種類型的開關(guān)電源所適用的場(chǎng)合作出評(píng)價(jià)。5試分析直流輸入電壓Vd 與負(fù)載變化時(shí)，開關(guān)電源的穩(wěn)壓調(diào)節(jié)過程。6你對(duì)實(shí)驗(yàn)中一些感興趣現(xiàn)象的分析。7實(shí)驗(yàn)收獲、體會(huì)和意見。七思考題1緩沖電路中的電阻R=2.2k , 您能否根據(jù)不同緩沖電容所觀察的GTR集 - 射極波形 , 分析如何合理地選用緩沖電阻與電容值。2有人為了簡(jiǎn)化電路，不用反饋繞組，而是將電容C6 增大，這時(shí)候系統(tǒng)能否穩(wěn)定工作，為什么？實(shí)驗(yàn)二直流斬波電路

10、（Buck Boost 變換器）研究。5歡迎下載精品文檔一實(shí)驗(yàn)?zāi)康?掌握 Buck Boost 變換器的工作原理、特點(diǎn)與電路組成。2熟悉 Buck Boost 變換器連續(xù)與不連續(xù)工作模式的工作波形圖。3掌握 Buck Boost 變換器的調(diào)試方法。二實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1連接實(shí)驗(yàn)線路，構(gòu)成一個(gè)實(shí)用的BuckBoost 變換器。2調(diào)節(jié)占空比，測(cè)出電感電流i L 處于連續(xù)與不連續(xù)臨界狀態(tài)時(shí)的占空比D，并與理論值相比較。3將電感 L 增大一倍，測(cè)出i L 處于連續(xù)與不連續(xù)臨界狀態(tài)時(shí)的占空比D，并與理論值相比較。4測(cè)出連續(xù)與不連續(xù)工作狀態(tài)時(shí)的Vbe、 Vce、 VD、 VL、i L 、i C、 i D 等波形。5

11、測(cè)出直流電壓增益M=VO/V S 與占空比D的函數(shù)關(guān)系。6測(cè)試輸入、輸出濾波環(huán)節(jié)分別對(duì)輸入電流i S 與輸出電流i O影響。三實(shí)驗(yàn)線路見圖 5 5。四實(shí)驗(yàn)設(shè)備和儀器1 MCL-08直流斬波及開關(guān)電源實(shí)驗(yàn)掛箱2萬(wàn)用表3雙蹤示波器五實(shí)驗(yàn)方法1檢查 PWM信號(hào)發(fā)生器與驅(qū)動(dòng)電路工作是否正常連接有關(guān)線路，觀察信號(hào)發(fā)生器輸出與驅(qū)動(dòng)電路的輸出波形是否正常，如有異?，F(xiàn)象，則先設(shè)法排除故障。2電感 L=1.6mH，電感電流i L 處于連續(xù)與不連續(xù)臨界狀態(tài)時(shí)的占空比D 測(cè)試將“ 16”與“ 18”、“ 21”與“ 4”、“ 22”與“ 5”、“ 19”與“ 6”、“ 1”與“ 4”、“ 9”與“ 12”相連，即按

12、照以下表格連線。162122191918456412。6歡迎下載精品文檔合上開關(guān)S1 與 S2、 S3、 S4，用示波器觀察“7”與“ 13”（即 i L）之間波形，然后調(diào)節(jié)RP1使 i L 處V12325222141+5S 斷R11+通435 +CCL0021259C9+11833143RRL62722RRSLV85116+3通斷S斷T67V511通4路電TSOOB-KCUB55圖3143C+ C45551851L76221R14斷111PRScc通V于連續(xù)與不連續(xù)的臨界狀態(tài)，記錄這時(shí)候的占空比D 與工作周期 T。3 L=1.6mH，測(cè)出處于連續(xù)與不連續(xù)臨界工作狀態(tài)時(shí)的Vbe、 Vce、 V

13、D、 i L、 i C、i D等波形調(diào)節(jié) RP1，使 i L 處于連續(xù)與不連續(xù)臨界工作狀態(tài)，用示波器測(cè)出GTR基- 射極電壓Vbe 與集 - 射極電壓Vce ；二極管 VD陰極與陽(yáng)極之間電壓VD；電感 L3 兩端電壓 VL；電感電流 i L；三極管集電極電流i C 以及二極管電流 i D等波形。4 L=1.6mH, 測(cè)出連續(xù)工作狀態(tài)時(shí)的Vbe、 Vce、 VD、 i L、i C、i D 等波形調(diào)節(jié) RP1，使 i L 處于連續(xù)工作狀態(tài)，用雙蹤示波器觀察上述波形。5 L=1.6mH, 測(cè)出不連續(xù)工作狀態(tài)時(shí)的Vbe、 Vce、 VD、 i L、 i C、 i D 等波形調(diào)節(jié) RP1，使 i L 處

14、于不連續(xù)工作狀態(tài)，用雙蹤示波器觀察上述波形。6 L=1.6mH， i L 處于連續(xù)與不連續(xù)臨界狀態(tài)時(shí)的占空比D測(cè)試將開關(guān) S2 斷開，觀察 i L 波形，調(diào)節(jié) RP1，使 i L 處于連續(xù)與不連續(xù)的臨界狀態(tài)，記錄這時(shí)候的占空比D與工作周期 T。7 L=3.2mH，測(cè)出連續(xù)工作狀態(tài)時(shí)的V 、 V 、 V 、 i、 i 、iD等波形beceDLC。7歡迎下載精品文檔調(diào)節(jié) RP1，使 i L 處于連續(xù)工作狀態(tài)，測(cè)試方法同前。8 L=3.2mH，測(cè)出不連續(xù)工作狀態(tài)時(shí)的Vbe、 Vce、 VD、i L、i C、 i D等波形9測(cè)出 M=VO/V S 與占空比D 的函數(shù)關(guān)系（ 1） L=1.6mH，占空比

15、D 從最小到最大范圍內(nèi)，測(cè)試5 6 個(gè) D 數(shù)據(jù)，以及與此對(duì)應(yīng)的輸出電壓VO。DVo（ V）（ 2） L=3.2mH，測(cè)試方法同上。DVo（ V）9輸入濾波器功能測(cè)試有與沒有輸入濾波器時(shí)，電源電流（即15 14 兩端）波形測(cè)試。10輸出濾波器功能測(cè)試有與沒有輸出濾波器時(shí)，輸出電流紋波測(cè)試。五實(shí)驗(yàn)報(bào)告1分別在 L=1.6mH 與 3.2mH 條件下 , 列出 i L 連續(xù)與不連續(xù)臨界狀態(tài)時(shí)的占空比D, 并與理論值相比較。理論上 i L 連續(xù)與斷續(xù)的臨界條件為L(zhǎng)C=（ 1-D）2/2 ，式中 LC=L/RT 為連續(xù)與斷續(xù)臨界狀態(tài)時(shí)的臨界時(shí)間常數(shù)，負(fù)載電阻R=300，工作周期T 按實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)。2畫出不

16、同L，連續(xù)與斷續(xù)時(shí)的Vbe、 Vce 、VD、 i L、 i C、 i D 等波形，并與理論上的正確波形相比較。3根據(jù)不同的L 值，按所測(cè)的D，VO值計(jì)算出M值，列出表格，并畫出曲線。連續(xù)工作狀態(tài)時(shí)的直流電壓增益表達(dá)式為M=D/（ 1-D），請(qǐng)?jiān)谕粓D上畫出該曲線，并在圖上注明連續(xù)工作與斷續(xù)工作區(qū)間。4試對(duì) Buck-Boost變換器的優(yōu)缺點(diǎn)作一評(píng)述。5試說明輸入、輸出濾波器在該變換中起何作用？6實(shí)驗(yàn)的收獲、體會(huì)與改進(jìn)意見。六思考題試分析連續(xù)工作狀態(tài)時(shí)，輸出電壓VO 由哪個(gè)參數(shù)決定？當(dāng)斷續(xù)工作狀態(tài)時(shí)，VO又由哪些參數(shù)決定？。8歡迎下載精品文檔實(shí)驗(yàn)三移相控制全橋零電壓開關(guān)PWM變換器研究一實(shí)驗(yàn)?zāi)?/p>

17、的1掌握移相控制全橋零電壓開關(guān)PWM變換器（簡(jiǎn)稱PS-FB-ZVS-PWM變換器）的組成，工作原理與波形。2熟悉移相控制零電壓開關(guān)（ZVS）專用集成芯片UC3875的工作原理與使用方法。3掌握 PS-FB-ZVS-PWM變換器的調(diào)試方法，主要參數(shù)變化對(duì)實(shí)現(xiàn)ZVS的影響。二實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1熟悉實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)面板布置并連接實(shí)驗(yàn)線路，構(gòu)成一個(gè)實(shí)用的PS-FB-ZVS-PWM變換器。2芯片 UC3875的波形與性能測(cè)試：（ 1） 諧振頻率與鋸齒波的周期與幅值。（ 2） 輸出脈沖的相位與死區(qū)時(shí)間。（ 3） 管腳 2，3（ 10 端）， 4， 5 的電壓值。3變換器波形測(cè)試：（ 1） 兩個(gè)橋臂開關(guān)管的驅(qū)動(dòng)波形與其漏源

18、電壓波形。（ 2） 逆變橋輸出電壓 UAB與輸出變壓器原邊電壓波形。（ 3） 輸出變壓器副邊整流后的電壓與輸出直流電壓波形。（ 4） 輸出變壓器原邊電流波形。4電路參數(shù)變化對(duì)實(shí)現(xiàn)零電壓開關(guān)性能影響的測(cè)試：（ 1） 當(dāng)諧振電感、主電路電壓以及負(fù)載變化時(shí)對(duì)實(shí)現(xiàn)零電壓開關(guān)的影響。（ 2） 當(dāng)諧振電感、主電路電壓以及負(fù)載變化時(shí)對(duì)占空比丟失的影響。三實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)組成及工作原理電力電子技術(shù)的發(fā)展方向之一是高頻化，其實(shí)現(xiàn)的途徑，其一是發(fā)展高頻化的開關(guān)器件與配套元件；其二是高頻電力電子變換器電路拓?fù)涞陌l(fā)展。后者主要指軟開關(guān)技術(shù)的發(fā)展。應(yīng)用軟開關(guān)技術(shù)可以大幅度降低開關(guān)損耗和開關(guān)噪聲，可使開關(guān)頻率獲得大幅度提高，從而

19、可使電力變換器具有更高的效率、更高的功率密度、更高的可靠性以及可有效地減小電力變換器所引起的電磁污染和環(huán)境污染，為大力發(fā)展綠色電力電子產(chǎn)品提供了有效的途徑和方法。正因?yàn)檐涢_關(guān)技術(shù)具有諸多的顯著優(yōu)點(diǎn)，因此該理論從80 年代提出后受到了國(guó)內(nèi)外科技界的極大重視，已成為當(dāng)前電力電子變換器領(lǐng)域的熱門研究技術(shù)。實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)原理框圖如圖5-18 所示。系統(tǒng)采用移相控制方式實(shí)現(xiàn)零電壓開與關(guān)（簡(jiǎn)稱ZVS）。移相控制方式是近年來在全橋變換電路拓?fù)渲袕V泛應(yīng)用的一種軟開關(guān)控制方式，它是諧振變換技術(shù)與常規(guī)PWM技術(shù)的巧妙結(jié)合，既實(shí)現(xiàn)了軟開關(guān)又保持了常規(guī)全橋PWM變換電路所具有的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、控制方式簡(jiǎn)單、開關(guān)頻率恒定、元器

20、件的電壓和電流應(yīng)力小等一系列優(yōu)點(diǎn)。o移相控制方式的基本工作原理為；每個(gè)橋臂的兩個(gè)開關(guān)管180 互補(bǔ)導(dǎo)通， 兩個(gè)橋臂的導(dǎo)通之間相差一個(gè)相位，即所謂移相角，通過調(diào)節(jié)此移相角的大小，來調(diào)節(jié)輸出電壓脈沖寬度，從而達(dá)到調(diào)節(jié)輸出電壓的目的。移相控制軟開關(guān)的一個(gè)特有現(xiàn)象，也可以說是其主要不足的是存在副邊占空比丟失現(xiàn)象，即副邊占空比小于原邊的占空比， 兩者的差值通常用 Dloss 表示，而且諧振電感越大、 負(fù)載越大、 主電路電壓越低則 Dloss 越大。系統(tǒng)工作原理如下：如果能使VT1 與 VT3 分別在 VT2 和 VT4 之前先關(guān)斷，而后再關(guān)斷VT2 和 VT4，即可實(shí)。9歡迎下載精品文檔現(xiàn) ZVS，為此

21、可稱 VT1與 VT3 為超前橋臂，而 VT2 與 VT4 則稱滯后橋臂。兩個(gè)橋臂開關(guān)管的軟關(guān)斷均靠與其并聯(lián)的吸收電容（C1-C4）實(shí)現(xiàn)，這是很顯然的，因?yàn)楫?dāng)開關(guān)管導(dǎo)通時(shí)，與其并聯(lián)的吸收電容兩端電壓為零，當(dāng)其關(guān)斷時(shí)，高頻變壓器原邊電流對(duì)其充電，這樣就限制了該關(guān)斷管子的電壓上升率，從而實(shí)現(xiàn)了軟關(guān)斷。超前橋臂當(dāng)VT1 關(guān)斷后，線路電感與開關(guān)管并聯(lián)電容C1、C2 諧振，使C1 充電， C2 放電，當(dāng)C2 上電壓下降到零時(shí)，變壓器原邊電流通過VD3 與 VT4 續(xù)流，顯然這時(shí)VT3 管兩端電壓近似為零，如果在續(xù)流期間開通VT3， VT3 就實(shí)現(xiàn)了零電壓開通。VT3 開通后，在變壓器原邊電流續(xù)流期間如果

22、關(guān)斷VT4，這時(shí)諧振電感與電容C2、 C4 發(fā)生諧振，即將原通過 VT4 的原邊電流轉(zhuǎn)移到C2 與 C4 支路中， 即給 C4 充電，同時(shí)給 C2 放電，當(dāng) C4 兩端電壓充電到主電路電源電壓時(shí)（此時(shí) C2 兩端電壓則放電到零），與 VT2 反并聯(lián)的二極管 VD2 自然導(dǎo)通，即這時(shí)原邊電流通過 VD2、 VD3 續(xù)流，如果在此期間開通 VT2，即實(shí)現(xiàn)了滯后橋臂 VT2 的零電壓開通。控制電路主要由芯片UC3875與相關(guān)外圍器件構(gòu)成，UC3875是美國(guó) UNITRODE公司專門為移相控制軟開關(guān)所設(shè)計(jì)的，稱為移相諧振控制器。芯片主要功能包括工作電源、基準(zhǔn)電源、振蕩器、鋸齒波、誤差放大器和軟啟動(dòng)、移

23、相控制信號(hào)發(fā)生電路、過流保護(hù)、死區(qū)時(shí)間設(shè)置、輸出級(jí)等。在頻率設(shè)置腳（16 腳）與信號(hào)地GND之間接一個(gè)電容和電阻，即可設(shè)置振蕩頻率，從而設(shè)置輸出級(jí)的開關(guān)頻率（注意：輸出開關(guān)頻率為振蕩頻率的1/ ）。2鋸齒波斜率設(shè)置腳（ 18 腳）與 5V 基準(zhǔn)電源（ 1 腳）之間接一個(gè)電阻，再在鋸齒波電壓產(chǎn)生腳（19 腳）與 GND間接一個(gè)電容，即可設(shè)置鋸齒波的幅值。誤差放大器的同相輸入端（4 腳）接從基準(zhǔn)電壓處分壓后得到的一個(gè)固定電壓，反相端（3 腳）接由輸出電壓處分壓后得到的反饋電壓，誤差放大器的輸出（2 腳）接到 PWM比較器的一端，與鋸齒波電壓相比較，以調(diào)節(jié)移相角的大小，從而達(dá)到調(diào)節(jié)輸出電壓的目的?？?/p>

24、見，這樣的接線構(gòu)成了一個(gè)電壓閉環(huán)的自動(dòng)調(diào)壓系統(tǒng)，調(diào)節(jié)反饋電壓的大小，即可方便地調(diào)節(jié)輸出電壓的大小。芯片的14 與 13 腳輸出一對(duì)互補(bǔ)的方波信號(hào)OUTA與 OUTB，而 9 與 8 腳則輸出另一對(duì)互補(bǔ)的方波信號(hào)OUTC與 OUTD，且在相位上后者領(lǐng)先于前者，兩者相差一個(gè)移相角。該移相角的大小決定于誤差放大器的輸出與鋸齒波的交截點(diǎn)。為了防止同一橋臂的兩個(gè)開關(guān)管同時(shí)導(dǎo)通，同時(shí)給開關(guān)管提供軟開關(guān)時(shí)間，兩個(gè)開關(guān)管的驅(qū)動(dòng)信號(hào)之間應(yīng)該設(shè)置一個(gè)死區(qū)時(shí)間。如果在芯片的15 腳、 7 腳與 GND之間接一個(gè)電阻和電容，就可以分別為兩對(duì)互補(bǔ)的輸出OUTA-B、 OUTC-D設(shè)置死區(qū)時(shí)間。有關(guān) UC3875的更詳細(xì)

25、說明，可參閱有關(guān)資料和附錄中的UC3875芯片的介紹。四實(shí)驗(yàn)設(shè)備和儀器1 MCL 17 實(shí)驗(yàn)掛箱2萬(wàn)用表3雙蹤示波器五實(shí)驗(yàn)方法1認(rèn)真閱讀實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書與有關(guān)資料，掌握移相控制全橋軟開關(guān)變換器的基本工作原理、有關(guān)波形分析、參數(shù)變化對(duì)實(shí)現(xiàn)軟開關(guān)的影響，并熟悉UC3875的管腳功能。2 UC3875的波形與性能測(cè)試。合上控制電源SW3后即可進(jìn)行下述測(cè)試：（ 1） 測(cè)量 16 腳的波形，讀取該波形的最大與最小值及其周期時(shí)間。（ 2） 測(cè)量 19 腳的波形，讀取鋸齒波的峰點(diǎn)與谷點(diǎn)電壓及其周期時(shí)間。10歡迎下載精品文檔（ 3） 將 4 腳與 3 腳（ 10 端）對(duì)地短接，并用數(shù)字萬(wàn)用表和雙線示波器測(cè)量：a)

26、2 腳的電壓。b) 14 、 13 腳與 20 腳及 9、 8 腳與 20 腳的波形，讀取脈沖幅值、死區(qū)時(shí)間與周期時(shí)間。c) 14與 8 腳及 13 與 9 腳的波形， 記錄其相位時(shí)序關(guān)系及占空比D 值（即 14 與 8 腳同為高電平的時(shí)間與半個(gè)周期時(shí)間之比）。（ 4） 將 4 腳對(duì)地的短接線去掉，用萬(wàn)用表和示波器測(cè)量：a） 2 、 4、5 腳的電壓。b) 14 與 8 腳及 13 與 9 腳的波形，記錄其相位時(shí)序關(guān)系及此時(shí)的最大占空比。3變換器波形測(cè)試。將 10 端與地間的連線斷開并與9 端相連，再將6 與 7 端相連，并將開關(guān)SW1與 SW2斷開。合上控制電源 SW3與主回路電源SW0，觀

27、察系統(tǒng)工作是否正常，待系統(tǒng)工作正常后，合上SW1，調(diào)節(jié)反饋電位器RP1，使輸出（即C與 D 兩端）電壓為5V 左右。（ 1） 將示波器的地線接S3 端，其他兩個(gè)探頭分別接G3 與 A 端，測(cè)量與描繪超前橋臂VT3 的驅(qū)動(dòng)波形與其漏源電壓波形，仔細(xì)觀察超前橋臂的零電壓開與關(guān)的過程。（ 2） 用示波器測(cè)量與描繪滯后橋臂 VT4 的驅(qū)動(dòng)與其漏源電壓波形，仔細(xì)觀察滯后橋臂的零電壓開與關(guān)的過程。（ 3） 示波器地線接A 端，另兩個(gè)探頭分別接7 與 B 端，即可測(cè)量與描繪輸出電壓UAB與輸出變壓器原邊電壓UT1 波形，仔細(xì)觀察兩個(gè)波形的脈沖寬度，其差值即為副邊脈沖丟失部分。（ 4） 測(cè)量與描繪輸出變壓器副

28、邊整流后的8 與 D 端電壓以及C與 D端輸出直流電壓波形。（ 5） 示波器地線接B 端，另兩端分別接A 端與 4 端，即可同時(shí)測(cè)量與描繪輸出電壓UAB 與原邊電流i P 的波形。4電路參數(shù)變化對(duì)實(shí)現(xiàn)零電壓開關(guān)性能影響的測(cè)試。系統(tǒng)工作在開環(huán)狀態(tài)（即9 與 10 端的連續(xù)斷開），分別在下列情況下測(cè)量UAB與原邊電壓UT1、UAB與原邊電流 i P以及滯后橋臂VT4 的驅(qū)動(dòng)與漏源電壓波形。（ 1） 改變諧振電感，即諧振電感用L1+L2 或 L2 時(shí)。（ 2） 改變負(fù)載大小，即將開關(guān) SW2合上或斷開時(shí)。（ 3） 改變主回路電源電壓，即將開關(guān)SW1合上或斷開時(shí)。六實(shí)驗(yàn)報(bào)告1畫出 UC3875 16

29、腳與 19 腳的實(shí)測(cè)波形，注明鋸齒波的峰點(diǎn)、谷點(diǎn)電壓與周期時(shí)間。2列出所測(cè)的UC3875的 2 、 3（ 10 端）、 4、 5 腳電壓及超前與滯后橋臂的死區(qū)時(shí)間。3畫出下列波形：（ 1） 在最小移相角（即2 腳電壓為零）時(shí)的14、13、 9、8 腳與地間波形。（ 2） 在最大移相角（即2 腳電壓為最大）時(shí)的14、 13、 9、 8 腳與地間波形。（ 3） 超前橋臂VT3 與滯后橋臂VT4 的驅(qū)動(dòng)及其漏源電壓波形。（ 4） 不同電路參數(shù)時(shí)的逆變橋輸出電壓UAB、輸出變壓器原邊電壓UT1 與原邊電流i P 波形。（ 5） 輸出變壓器副邊整流后的電壓與輸出直流電壓波形。4實(shí)驗(yàn)的收獲、體會(huì)與改進(jìn)意見

30、。七思考題1兩個(gè)橋臂的開關(guān)管如何實(shí)現(xiàn)零電壓關(guān)斷。2為了可靠實(shí)現(xiàn)滯后橋臂的零電壓開通應(yīng)如何改變電路參數(shù)。11歡迎下載精品文檔3當(dāng)主電源電壓或負(fù)載大小變化時(shí)，試簡(jiǎn)述系統(tǒng)的閉環(huán)調(diào)節(jié)過程。4試分析副邊占空比丟失與哪些參數(shù)有關(guān)，并對(duì)試驗(yàn)現(xiàn)象進(jìn)行理論分析。174.54.51R1 24SW26.5x6.5x6.5x6.5x5.55.55.55.5Vin0SWSW6.51R2L 1L 2G1G26.56SW06.5x6.5x55.5VT1 VD1C15.5C26.5x6.5xL 3CVT2 VD25.55.586.5x6.5x6.5x6.5x6.5x6.5x76.5x5.55.55.55.55.55.55.5

31、6.5S1AS2B2SW1SWG3G46.5x6.5x5.5VT3VD3C35.5VD4C4VT46.5x6.5xC5R5 R63.55.55.53.53S3R3S4R46.5x6.5xT5.55.5DSW173SW3Vcc6.5x5.56.5G4RP111101118R15C6.5x2146.5x5.55.5S48.5C619G2R7R10R11136.5x910R95.5T1RP16.5x6.5x35.55.5S2R1212G3R86.5x45.520R163.53.5R13UC387596.5xDC75.5S31G1188215.5R146.5xT2138.56.5x51216.55.5

32、22S145.519166.5x6.5x5.5156156.5x5.5R19C12207C8C9R17C10R18C11166.5x5.54.54.5PWM(PS-ZVS-PWM)圖 5-18 實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)原理框圖圖圖。12歡迎下載精品文檔參考資料電流控制型脈寬調(diào)制器一般脈寬調(diào)制器是按反饋電壓來調(diào)節(jié)脈寬的。所謂電流控制型脈寬調(diào)制器是按反饋電流來調(diào)節(jié)脈寬的。在脈寬比較器的輸入端直接用流過輸出電感電流的信號(hào)與誤差放大器輸出信號(hào)進(jìn)行比較，從而調(diào)節(jié)占空比使輸出的電感峰值電流跟隨誤差電壓變化而變化。由于結(jié)構(gòu)上有電壓環(huán)、電流環(huán)雙環(huán)系統(tǒng)，因此，無(wú)論開關(guān)電源的電壓調(diào)整率、負(fù)載調(diào)整率和瞬態(tài)響應(yīng)特性都有提高，是目前比

33、較理想的新型的控制器。一 UC3842脈寬調(diào)制器的工作原理及方框圖UC3842A是高性能固定頻率電流型控制器。它們用于脫機(jī)和DC-DC的變換器，為設(shè)計(jì)人員提供了一種經(jīng)濟(jì)而所需外部元件又少的解決方案。這種集成電路的特點(diǎn)是有一個(gè)調(diào)定的振蕩器，用來精確地控制占空比。有一個(gè)經(jīng)過溫度補(bǔ)償?shù)幕鶞?zhǔn)電壓，一個(gè)高增益誤差放大器、電流傳感比較器和一個(gè)適用于驅(qū)動(dòng)功率MOSFET（金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管）的大電流推挽輸出。Vcc34VS/R地16V6Y降壓器2.5VRT/CT振蕩器4+2RVFBE/A1V-5V5V基準(zhǔn)REF50mA內(nèi)部偏8置負(fù)載輸出S6RR內(nèi)流測(cè)定PWM鎖存器COMP比較器電流測(cè)定圖2-4 U

34、C3842脈寬調(diào)制器方樞圖它還具有一些保護(hù)功能，其中包括各有其滯后的輸入和基準(zhǔn)電壓的欠電壓鎖定、逐個(gè)周期的電流限制、可控制的輸出死區(qū)時(shí)間和用來記錄單脈沖的鎖存器。圖 2 4 示出 UC3842的內(nèi)部方框圖。由圖可知，其引腳有8 個(gè)，但一樣可以使用內(nèi)部EA 誤差放大器構(gòu)成電壓閉歪，利用電流測(cè)定、電流測(cè)定比較器構(gòu)成電流閉環(huán)。端8 為內(nèi)部供外用（一般當(dāng)參考電壓）的基準(zhǔn)電壓5V，帶載能力50mA。端 7 為集成塊工作電源VCC，可以在 840V，端 4 接 RT、 CT，確定鋸齒波頻率。端 5 為地。端6 為推挽輸出端，有拉、灌電流的力。由于誤差放大器控制著電感電流峰值（參見圖2 5），因此也是電流型

35、脈沖寬度調(diào)制器。二 UC3842脈寬調(diào)制器優(yōu)點(diǎn)茲列下面幾點(diǎn)分述之：（ 1）電壓調(diào)整率（抗電壓波動(dòng)能力）很好利用這種型號(hào)的調(diào)制器很容易達(dá)到0.0l% V 的調(diào)整率。其原因是電壓VS 波動(dòng)立即反映在電感電流的變化。不象其它方案要經(jīng)過輸出電壓V0 反饋到誤差放大器的調(diào)節(jié)的復(fù)雜過程。所以響應(yīng)快，如果波動(dòng)是持續(xù)的，電壓反饋環(huán)也起作用，所以可以達(dá)到較高的線性調(diào)整率精度。（ 2）負(fù)載調(diào)整率改善明顯因?yàn)檎`差放大器E A 可專門用于控制占空比適應(yīng)負(fù)載變化造成的輸出電壓變化，負(fù)載調(diào)整率好。一。13歡迎下載精品文檔般調(diào)制器在輕載時(shí)輸出電壓V0 會(huì)有一定的升高，使用本調(diào)制器可明顯的減小。例如，從100的負(fù)載卸載2 3

36、 時(shí)，負(fù)載調(diào)整率只有8，卸載1 3 時(shí)，負(fù)載調(diào)整率只有3。（ 3）誤差放大器 E A 補(bǔ)償電路（ 1、 2 端間 RC）簡(jiǎn)化，頻響特性好，穩(wěn)定幅度大。由于電感電流是連續(xù)的，所以RS（可參見圖 2 35b）上所檢測(cè)的電流峰值能代表平均電流，整個(gè)電路可以當(dāng)成一個(gè)誤差電壓控制的電流源。變換器的幅頻特性由雙極點(diǎn)變成單極點(diǎn)，因此增益帶寬乘積提高，穩(wěn)定幅度大，頻率響應(yīng)特性改善。（ 4）過流限制特性好從 RS測(cè)得的電流峰值信號(hào)快速參與當(dāng)前工作周波的占空比控制，因此是當(dāng)前工作周波的電流限制。事實(shí)上只要RS 的電平達(dá)到1V，電流測(cè)定比較器立即動(dòng)作，輸出端6 立即使導(dǎo)通管Tr 關(guān)斷。由于能精密地靈敏地限制輸出最大電流，高頻變壓器功耗，晶體開關(guān)管的功耗幅度都可以減小，因此，對(duì)整個(gè)開關(guān)電源成本、重量、體積都將有良好的影響。（ 5）過壓保護(hù)和欠壓鎖定功能當(dāng)工作電壓VCC大于34V 時(shí)穩(wěn)壓管穩(wěn)壓（參見圖2 34），使內(nèi)部電路在小于34V 下可靠工作。當(dāng)欠壓時(shí)有鎖定電路。其開啟閥值為16V，關(guān)閉閥值為10V。在VS小于16V 時(shí)，整個(gè)電路耗電1mA。開啟和關(guān)閉閥值有6V 的回差，可有效地防止電路在閥值電壓附近工作時(shí)的跳動(dòng)。由于開啟閥值16V，在16V以下只耗電很小因此降壓電阻功耗