移相全橋調(diào)試方法

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1、華中科技大學(xué)電氣與電子工程學(xué)院實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心信號(hào)與控制綜合實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書實(shí)驗(yàn)三十八移相全橋零電壓開關(guān)電路實(shí)驗(yàn)（電力電子學(xué)—檢測(cè)技術(shù)綜合實(shí)驗(yàn)）一、實(shí)驗(yàn)原理1．移相全橋零電壓開關(guān)電路結(jié)構(gòu)移相全橋電路是一種軟開關(guān)電路。移相全橋電路的基本電路如圖38-1所示。該變換器由四個(gè)開關(guān)管組成全橋電路，特點(diǎn)是利用變壓器原邊漏感（或原邊串聯(lián)電感Lr）和開關(guān)管的寄生電容來實(shí)現(xiàn)零電壓開關(guān)ZVS，從而有效地降低了電路的開關(guān)損耗和開關(guān)噪聲，減少了器件開關(guān)過程中產(chǎn)生的電磁干擾。C3S1C1S3S2C2S4C4LrDR1LfCfRLDR2圖38-1移相全橋零電壓開關(guān)

2、變換器結(jié)構(gòu)其中的S1，S2稱為領(lǐng)先橋臂，其導(dǎo)通利用變壓器漏感和濾波電感的能量，濾波電感一般臂變壓器漏感大得多，較容易實(shí)現(xiàn)零電壓開關(guān)。S3和S4組成滯后橋臂，其開通僅能利用變壓器漏感和諧振電感獲得能量。電路中開關(guān)器件的控制波形采用恒頻移相控制方式，每對(duì)橋臂的兩個(gè)開關(guān)器件成180°互補(bǔ)導(dǎo)通，而通過改變不同橋臂之間對(duì)角開關(guān)管的驅(qū)動(dòng)信號(hào)移相角α的大小來實(shí)現(xiàn)輸出電壓的調(diào)節(jié)。當(dāng)α＝180°時(shí)，S1和S3或S2和S4同時(shí)導(dǎo)通，輸出電壓為零；當(dāng)α＝0°時(shí)，S1和S4或S2和S3同時(shí)導(dǎo)通，輸出電壓達(dá)到最大值。集學(xué)科優(yōu)勢(shì)--求改革創(chuàng)新53華中科技大

3、學(xué)電氣與電子工程學(xué)院實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心信號(hào)與控制綜合實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書圖38-2移相全橋零電壓開關(guān)電路的控制驅(qū)動(dòng)信號(hào)2.控制電路核心——UC3875芯片的工作原理簡(jiǎn)介(1)芯片電路圖和引腳圖38-3UC3875的內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖UC3875芯片是美國(guó)UNITRODE公司生產(chǎn)的移相式PWM控制集成電路,其核心是相位調(diào)制器，其A輸出信號(hào)與B輸出信號(hào)反相，C輸出信號(hào)與D輸出信號(hào)反相，A、C集學(xué)科優(yōu)勢(shì)--求改革創(chuàng)新54華中科技大學(xué)電氣與電子工程學(xué)院實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心信號(hào)與控制綜合實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書輸出信號(hào)的相位移和B、D輸出信號(hào)相位移相同。該電路中具有獨(dú)立的過電流保護(hù)，

4、欠電壓封鎖電路。A/B、C/D兩對(duì)半橋都有可以單獨(dú)調(diào)整死區(qū)時(shí)間。集成電路還內(nèi)置帶寬超過7MHz的誤差放大器，一個(gè)5V基準(zhǔn)源，軟啟動(dòng)，斜坡電壓發(fā)生器和斜率補(bǔ)償電路。圖38-4移相控制器UC3875引腳圖(2)UC3875引腳和控制電路設(shè)計(jì)說明1腳：5V參考電壓輸出；2腳：內(nèi)部誤差放大器的輸出端，該引腳輸出低于1V時(shí)，驅(qū)動(dòng)信號(hào)的移相腳強(qiáng)制設(shè)o置為0；3腳：運(yùn)放反向輸入端(-),接變換器輸出電壓作為反饋，2腳與3腳之間接電容和電阻,形成閉環(huán)PI調(diào)節(jié)器，穩(wěn)定輸出電壓；4腳：運(yùn)放同向輸入端(+),接入給定電壓信號(hào),以控制輸出電壓大?。?腳

5、：電流檢測(cè),可實(shí)現(xiàn)過電流保護(hù)，芯片內(nèi)部有一個(gè)電流比較器該引腳輸入電壓超過2.5V,UC3875自動(dòng)封鎖所有輸出引腳，四路輸出全部輸出低電平;6腳：軟起動(dòng)，芯片內(nèi)部在上電后用9uA恒流源給其充電，可接入一個(gè)電容，開機(jī)自動(dòng)充電到4.8V，實(shí)現(xiàn)變換器的軟啟動(dòng);7腳：C/D兩功率管的延遲，設(shè)置滯后橋臂的死區(qū)時(shí)間，并聯(lián)接入電容電阻到地：RTV=?/(62.5e12)thdelayDS15腳：A/B兩功率管的延遲信號(hào),設(shè)置滯后橋臂的死區(qū)時(shí)間，用法同7號(hào)腳；16腳：開關(guān)頻率設(shè)置端，并聯(lián)接入電容、電阻到地，開關(guān)頻率公式f=4/RC。集學(xué)科優(yōu)勢(shì)-

6、-求改革創(chuàng)新55華中科技大學(xué)電氣與電子工程學(xué)院實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心信號(hào)與控制綜合實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(3)利用UC3875進(jìn)行保護(hù)電路設(shè)計(jì)UC3875內(nèi)部集成比較器（圖38-3的左下角部分）可用來封鎖脈沖，即5腳輸入超過2.5V時(shí)，自動(dòng)封鎖所有脈沖驅(qū)動(dòng)，故可利用該特性設(shè)計(jì)變換器的保護(hù)電路。利用電流、電壓傳感器檢測(cè)變換器的輸出，設(shè)計(jì)成保護(hù)動(dòng)作值，當(dāng)該檢測(cè)值超過2.5V時(shí)關(guān)斷所有主電路開關(guān)元件。實(shí)驗(yàn)裝置的三相橋?qū)嶒?yàn)?zāi)K采用IPM智能模塊（具有6個(gè)開關(guān)元件共3個(gè)橋臂，設(shè)計(jì)中只需讓兩個(gè)橋臂的四個(gè)開關(guān)元件工作即可），該模塊具有輸出過流保護(hù)，控制電源欠壓保護(hù)

7、，IPM錯(cuò)誤保護(hù)等。利用IPM送來的保護(hù)信號(hào)，以及傳感器檢測(cè)電路送來的信號(hào)可以實(shí)施各種保護(hù)：輸出過流保護(hù)使用電流傳感器檢測(cè)輸出電流，該信號(hào)與LM311預(yù)置的門檻電壓進(jìn)行比較，過流則LM311輸出高電平信號(hào)；控制電源欠壓保護(hù)，由于UC3875自帶欠壓封鎖功能，控制電源欠壓保護(hù)不需要過多設(shè)計(jì)。UC3875的11腳接控制電源即可；IPM內(nèi)部有多種故障檢測(cè)電路，出現(xiàn)故障時(shí)，IPM的F經(jīng)過光耦輸出低電平，所o以F經(jīng)一個(gè)非門后形成保護(hù)電路的邏輯信號(hào)。o3、采用UC3875的控制電路圖見本實(shí)驗(yàn)附錄圖。4、變壓器原邊串聯(lián)諧振電感的設(shè)計(jì)原則參見附

8、錄一的參考文獻(xiàn)。二、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?.了解、掌握移相全橋零電壓開關(guān)電路基本工作原理。了解電路中的兩條橋臂（超前橋臂和滯后橋臂）實(shí)現(xiàn)零電壓（ZVS）的條件的差異。了解移相全橋零電壓開關(guān)電路的優(yōu)缺點(diǎn)。2.了解、掌握UC3875集成電路的使用和外圍電路（包括保護(hù)電路）設(shè)計(jì)方