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时间:2018-11-30
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1、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
2、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:41-57Vdc;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
3、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
4、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500KHz。图10-2UC1846的内部结构方框图电流测定
5、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
6、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,UC1846PWM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1k--500k。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
7、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:最小输入电压:41V,则最大输入脉冲电流:3)变压器变比变压器的原边电压:为POWERMOSFET开通时的最大饱和压降;VRL为导线压降。代入数值,从左到右依次为:输出电压、整流二极管压降、电感电压、线损电压降。因为输出电压为,代入数值变压器初级和次级的匝数比:4)输出滤波管的设计主电路的工作频
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