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两个桥臂开关管的软关断均靠与其并联的吸收电容(C1~C4)实现,因为当开关管导通时,与其并联的吸收电容两端电压为零, 当其关断时,高频变压器原边电流对其充电,这样就限制了该关断管子的电压上升率,从而实现了软关断。 超前桥臂当ⅥTl关断后,线路电感与开关管并联电容C1、C2谐振,使C1充电,C2放电,当C2上电压下降到零时,变压器原边电流通 过Ⅶ3与Ⅵ4续流,显然这时ⅥT3管两端电压近似为零,如果在续流期间开通Ⅵ3,VT3就实现了零电压开通 ⅥT3开通后,在变压器原边电流续流期间如果关断ⅥT4,这时谐振电感与电容C2、C4发生谐振,即将原通过Ⅵ4的原边电流转移到C2 与C4支路中,即给C4充电,同时给C2放电,当C4两端电压充电到主电路电源电压时(此时C2两端电压则放电到零),与ⅥT2反并联的 极管Ⅶ2自然导通,即这时原边电流通过Ⅶ2、ⅦD3续流,如果在此期间开通ⅥT2,即实现了滞后桥臂ⅥT2的零电压开通 控制电路主要由芯片UC3875与相关外围器件构成,UC3875是美国 UNITRODE公司专门为移相控制软开关所设计的,称为移相谐振控 制器。芯片主要功能包括工作电源、基准电源、振荡器、锯齿波、误差放大器和软启动、移相控制信号发生电路、过流保护、死区时 间设置、输出级等 在芯片UC3875频率设置端(16脚)与信号地GN之间接一个电容和电阻,即可设置振荡频率,从而设置输出级的开关频率(注意 输出开关频率为振荡频率的1/2)。 锯齿波斜率设置端(18脚)与5V基准电源(1脚)之间接一个电阻,再在锯齿波电压产生端(19端)与GN间接一个电容,即可设 置锯齿波的幅值。 误差放大器的同相输入端(4脚)接从基准电压处分压后得到的一个固定电压,反相端(3脚)接由输出电压处分压后得到的反馈 电压,误差放大器的输出(2脚)接到P比较器的一端,与锯齿波电压相比较,以调节移相角的大小,从而达到调节输出电压的目 的。可见,这样的接线构成了一个电压闭环的自动调压系统,调节反馈电压的大小,即可方便地调节输出电压的大小 芯片的14与13脚输出一对互补的方波信号OUTA与OUTB,而9与8脚则输出另一对互补的方波信号oUTC与OUTD,且在相位上后者领先 于前者,两者相差一个移相角。该移相角的大小决定于误差放大器的输出与锯齿波的交截点 为了防止同一桥臂的两个开关管同时导通,同时给开关管提供软开关时间,两个开关管的驱动信号之间应该设置一个死区时间。 如果在芯片的15脚、7脚与GN之间接一个电阻和电容,就可以分别为两对互补的输出 OUTA-B、 OUTC-D设置死区时间 三.实验内容 (1)实验系统面板布置并连接实验线路,构成一个实用的移相控制全桥零电压开关PWM变换器 (2)UC3875的波形与性能测试 (3)变换器波形测试。 (4)参数变化对实现零电压开关性能影响的测试 四.实验设备和仪器 (1)MCL现代运动控制技术实验台主控屏。 (2)软开关技术实验挂箱 (3)数字式万用表 (4)双踪记忆示波器。 五.思考题 (1)两个桥臂的开关管如何实现零电压关断两个桥臂开关管的软关断均靠与其并联的吸收电容(C1~C4)实现,因为当开关管导通时,与其并联的吸收电容两端电压为零, 当其关断时,高频变压器原边电流对其充电,这样就限制了该关断管子的电压上升率,从而实现了软关断。 超前桥臂当VT1关断后,线路电感与开关管并联电容C1、C2谐振,使C1充电,C2放电,当C2上电压下降到零时,变压器原边电流通 过VD3与VT4续流,显然这时VT3管两端电压近似为零,如果在续流期间开通VT3,VT3就实现了零电压开通。 VT3开通后,在变压器原边电流续流期间如果关断VT4,这时谐振电感与电容C2、C4发生谐振,即将原通过VT4的原边电流转移到C2 与C4支路中,即给C4充电,同时给C2放电,当C4两端电压充电到主电路电源电压时(此时C2两端电压则放电到零),与VT2反并联的二 极管VD2自然导通,即这时原边电流通过VD2、VD3续流,如果在此期间开通VT2,即实现了滞后桥臂VT2的零电压开通。 控制电路主要由芯片UC3875与相关外围器件构成,UC3875是美国UNITRODE公司专门为移相控制软开关所设计的,称为移相谐振控 制器。芯片主要功能包括工作电源、基准电源、振荡器、锯齿波、误差放大器和软启动、移相控制信号发生电路、过流保护、死区时 间设置、输出级等。 在芯片UC3875频率设置端(16脚)与信号地GND之间接一个电容和电阻,即可设置振荡频率,从而设置输出级的开关频率(注意: 输出开关频率为振荡频率的1/2)。 锯齿波斜率设置端(18脚)与5V基准电源(1脚)之间接一个电阻,再在锯齿波电压产生端(19端)与GND间接一个电容,即可设 置锯齿波的幅值。 误差放大器的同相输入端(4脚)接从基准电压处分压后得到的一个固定电压,反相端(3脚)接由输出电压处分压后得到的反馈 电压,误差放大器的输出(2脚)接到PWM比较器的一端,与锯齿波电压相比较,以调节移相角的大小,从而达到调节输出电压的目 的。可见,这样的接线构成了一个电压闭环的自动调压系统,调节反馈电压的大小,即可方便地调节输出电压的大小。 芯片的14与13脚输出一对互补的方波信号OUTA与OUTB,而9与8脚则输出另一对互补的方波信号OUTC与OUTD,且在相位上后者领先 于前者,两者相差一个移相角。该移相角的大小决定于误差放大器的输出与锯齿波的交截点。 为了防止同一桥臂的两个开关管同时导通,同时给开关管提供软开关时间,两个开关管的驱动信号之间应该设置一个死区时间。 如果在芯片的15脚、7脚与GND之间接一个电阻和电容,就可以分别为两对互补的输出OUTA-B、OUTC-D设置死区时间。 三.实验内容 (1)实验系统面板布置并连接实验线路,构成一个实用的移相控制全桥零电压开关PWM变换器。 (2)UC3875的波形与性能测试。 (3)变换器波形测试。 (4)参数变化对实现零电压开关性能影响的测试。 四.实验设备和仪器 (1)MCL现代运动控制技术实验台主控屏。 (2)软开关技术实验挂箱。 (3)数字式万用表。 (4)双踪记忆示波器。 五.思考题 (1)两个桥臂的开关管如何实现零电压关断
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