原创 直流-直流变换器(regulator and pwm)原理和测试方法的整理和见解(一)

2007-6-29 11:13 10368 9 27 分类: 测试测量

一、简介


直流-直流变换器也称为斩波器,通过对电力电子器件的通断控制,将直流电压断续地加到负载上,通过改变占空比改变输出电压平均值。
直流-直流变换器主要有如下几种基本型式:
?1.降压直流-直流变换器(Buck Converter)
?2.升压直流-直流变换器(Boost Converter)
?3.降压-升压复合型直流-直流变换器(Buck-Boost Converter)
?4.丘克直流-直流变换器
?5. 全桥式直流-直流变换器(Full Bridge Converter)


二、直流-直流变换器(DC-DC converter)功能模块介绍


直流-直流变换器(DC-DC converter)内部一般具有PWM(脉宽调制)模块,E/A(差错放大器模块),比较器模块等几大功能模块。如下图UC3842所示:


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其工作原理为:输出经过FB(反馈电路)接到FB pin,反馈电压VFB与设定好的比较电压Vcomp比较后,产生差错电压信号,差错电压信号输入到PWM模块,PWM根据差错电压的大小调节占空比,从而达到控制输出电压的目的,振荡器的作用是产生PWM工作频率的三角波,三角波经过斩波电压斩波后,产生方波,其方波就是控制MOSFET的导通时间从而控制输出电压的。


三、直流变换器的控制


点击看大图



开关管导通时,输出电压等于输入电压Ud;开关管断开时,输出电压等于0。输出电压波形如上图所示,输出电压的平均值Uo为(4-1)式中Ts—开关周期D—开关占空比,?改变负载端输出电压有3种调制方法:


点击看大图



1.开关周期Ts保持不变,改变开关管导通时间ton。也称为脉宽调制(PWM)。?


2.开关管导通时间ton保持不变,改变开关周期Ts。?


3. 改变开关管导通时间ton,同时也改变开关周期Ts。


方式1的PWM是最常见的调制方式,这主要是因为后2种方式改变了开关频率,而输出级滤波器是根据开关频率设计的,显然,方式1有较好的滤波效果。
?图4-2(a)是脉宽调制方式的控制原理图。给定电压与实际输出电压经误差放大器得到误差控制信号uco,该信号与锯齿波信号比较得到开关控制信号,控制开关管的导通和关断,得到期望的输出电压。图4-2(b)给出了脉宽调制的波形。锯齿波的频率决定了变换器的开关频率。一般选择开关频率在几千赫兹到几百千赫之间。


点击看大图



按照控制电压和锯齿波幅值的关系,开关占空比D可以表示成:(4-2)?直流-直流变换器有两种不同的工作模式:


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1. 电感电流连续模式


2.电感电流断续模式?在不同的情况下,变换器可能工作在不同的模式。因此,设计变换器和它的控制器参数时,应该考虑这两种不同的工作模式的特性。


大家要觉得好的话,我会继续整理和总结的,请大家支持我啊,好的话给投个票,或者提出些问题,我们一起讨论下哈icon,这好冷清啊icon

文章评论18条评论)

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用户377235 2012-6-10 17:35

怎么计算其中的电流电压应力呢

用户392678 2007-7-26 14:56

        频谱分析仪能行吗?可以直接测量吗?可能还要装耗减器的.我这里可能只有频率计啊!它只能测量频率数的.还有什么方法可以直接测量的.

用户475197 2007-7-26 11:28

可以把图片搞清晰一点就好了

用户475197 2007-7-26 11:27

不能让这样的BLOG掉下去了

用户91485 2007-7-13 09:36

频谱分析仪,NI卡,只要能将时域转为频域的一起都可以测量,不过你的输出电压太高了,肯定要降压啦,示波器不行啊

用户392678 2007-7-12 21:00

simon.mc :你好!现在不冷清了吧!可麻烦你了!不好意思啊!

用户392678 2007-7-12 20:52

        是啊!总谐波肯定畸变,那拿示波器能直接去测量吗?我记的输出电压有400伏吧,而且变频器要工作必须带上负载试呀。你讲换个试试是什么意思,还有什么方法可以测试。换个方法解决吗?为什么呀!现在装了滤波后到现在已半年多没再振动啦,电机温度也没以前烫,手感也好。目前我空了才想到去深入了解它一下,如果拿什么仪器可以测量的话,我还可以去试试,最多把滤波器拆了,振动一定会来的。哈哈!

用户91485 2007-7-12 10:14

输出频率不是纯净的,会有高频的成分,总谐波失真听过吗,如果用仪器(从时域转为频域)分析,可以看到一倍输出频率,二倍输出频率........,谐波失真的危害很大的,建议你换个试试

用户392678 2007-7-11 15:58

simon.工:我是在输出侧装了滤波是消除了。但我想了解是什么类形的干扰引起的,整个环境看没什么与别处不同啊,屏蔽、接地、线距等都还标准的。哈哈!资料上有讲到高次谐波会引起电机振动,那是怎么一个过程呢?从理论上怎么分析讲清看懂它呢?这共振与机械共振有关还是与电动机固有频率有关呢?必经振动的厉害啊。一般的干扰也只能引起电机内部铁、铜损增加啊。

用户91485 2007-7-11 14:33

振荡端很容易受到干扰,线和外围器件很容易影响到的,还有电源端一定要把高频的滤掉,加些滤波电容,让电源更稳定些

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