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1、电力电子课程设计学生阅读第1页，此课件共46页哦第2页，此课件共46页哦PWMPWM信号产生电路及波形信号产生电路及波形信号产生电路及波形信号产生电路及波形第3页，此课件共46页哦第4页，此课件共46页哦电流连续时Buck变换器占空比至输出的传递函数为:PWM的传递函数为:Vm是锯齿波的峰值未校正前开环传函：R为负载电阻第5页，此课件共46页哦电流连续时Boost变换器占空比至输出的传递函数为:PWM的传递函数为:Vm是锯齿波的峰值未校正前开环传函：R为负载电阻第6页，此课件共46页哦电流连续时Buck-Boost变换器占空比至输出的传递函数为:PWM的传递函数为:Vm是锯齿波的峰值未校正前开
2、环传函：R为负载电阻第7页，此课件共46页哦第8页，此课件共46页哦进度安排：1)星期1-星期2做开环控制（1脚与9脚短接），星期1PWM控制回路调试（不管主电路），11脚或14脚要有方波。星期2主回路与PWM控制回路联调(开环控制)。2)星期3-星期5做闭环控制(1脚与9脚短接线要拆掉)。星期5老师验收实验版第9页，此课件共46页哦第10页，此课件共46页哦图2SG3525A引角排列图第11页，此课件共46页哦放电时间（锯齿波下降）t2周期T=t1+t2锯齿波的频率为f,二分频作用，故11号脚、14号脚输出频率为f/2的方波,每路输出占空比调节范围为0%-49%。11号脚、14号脚波形相差1
3、80度死区时间调节死区时间避免11脚与14脚直通工作原理参阅SG3525振荡周期T.pdfsg3525(电源技术网站).pdf第12页，此课件共46页哦第13页，此课件共46页哦第14页，此课件共46页哦第1部分PWM控制电路(SG3525a)A点，12脚，15脚各自要引出一根较长的线与直流电源相连。SG3525的地，可以利用PCB板上一个公共母线作为地。第15页，此课件共46页哦万用表测直流电是直流电的平均值,没有示波器可以用万用表估算占空比，用万用表分别测11脚或14脚对地电压V11PWM波形调试注意事项：测试之前，首先要用万用表测量直流电源电压。首先要保证给芯片供电的直流电源不要超过20
4、V示波器或万用表应该在芯片正面引脚测量，不要在背面（有焊点）测量。调试如下波形：(1)11脚和14脚都是方波(2)5号脚是锯齿波(3)占空比随着2号脚电压（2号脚电压在0.6V-3.2v范围内）变化而变化。第16页，此课件共46页哦11脚或14脚无方波输出，按照以下步骤查找原因:1）首先测量15脚与12脚之间有无电压，如果无电压，则芯片没有供电，肯定无输出。2）16脚有无5.1V电压，无5.1V电压，则SG3535芯片烧坏。3）测量5号脚有无锯齿波，如果5号脚无锯齿波，关掉调试电源并检查6号脚与12号脚之间的电阻是否在2k欧-150K欧范围之内。如果6号脚与12号脚之间的电阻在2k欧-150K
5、欧范围之内，检查5号脚的电容是否损坏。如果输出波形不是方波，也应该检查检查13号脚与15号脚的电容是否损坏。4）如果5号脚有锯齿波，检查2号脚电压是否在0.6V-3.2v范围内，2号脚电压的范围为0.6V-3.2v时调节2号脚电压，占空比会变化。只要2号脚电压大于3.2v，输出占空比达到最大且不会随着2号脚的电压变化而变化。2号脚低于0.6V时11脚或14脚无方波输出。5）检查8脚的软启动电容是否损坏，如果8脚的软启动电容损坏，开关电源在开机瞬间电流冲击，可能造成末级功率开关管损坏，11脚或14脚无输出，更换8脚的软启动电容，更换一块SG3525试一试。6)4号脚是时钟脉冲,该脉冲的宽度取决与
6、你设置的死区时间,也应该是方波（由于死区事件较短，用示波器看4号脚可能是尖脉冲），如果4号脚是正弦波是给芯片供电的电源（15脚与12脚）交流成分干扰的问题(交流太大)，则在（15脚与12脚）并联一个大电容至少为0.1uF。第17页，此课件共46页哦第18页，此课件共46页哦1占空比小于49%时开环控制电路第2部分开环控制图1第19页，此课件共46页哦1占空比小于49%时开环控制电路图2图1与图2其实完全一样，可参阅SG3525A原理图第20页，此课件共46页哦2占空比大于49%时开环控制电路1第21页，此课件共46页哦2占空比大于49%时开环控制电路2第22页，此课件共46页哦2占空比大于49
7、%时开环控制电路3当输出晶体管(sg3525A内部)开通时，R1上会有电流流过，R1上的压降将使Q1导通。因此Q1是在SG3525内部的输出晶体管导通时间内导通的，因此其开关频率等于SG3525内部振荡器的频率。第23页，此课件共46页哦MOSFETMOSFET内部寄生反向二极管查询芯片说明书网站：http:/ ，此时的电感量被称为临界电感，当储能电感，此时的电感量被称为临界电感，当储能电感L的电感量小于临界电感的电感量小于临界电感LC时，电感中电流就发生断续现象。时，电感中电流就发生断续现象。电感电流的最小值电感电流的最小值=0=0时所对应的负载电流平均值称为临界电流时所对应的负载电流平均值
8、称为临界电流I IOBOB，负载电流，负载电流(平均值平均值)小于临界电流小于临界电流I IOBOB时，电感电流就会发生断续现象。时，电感电流就会发生断续现象。第31页，此课件共46页哦临界连续时：临界连续时：第32页，此课件共46页哦LC滤波器的截止频率LC滤波器可以滤掉开关谐波第33页，此课件共46页哦小结1纹波电流2纹波电压3要求电流连续4临界电感第34页，此课件共46页哦降压变换器闭环连接电路图SG3525A内部误差放大器第35页，此课件共46页哦利用SG3525的内部运放。在引脚9与引脚1之间接入不同类型的反馈网络，可以构成比例积分和超前-滞后等类型调节器。引脚2为给定信号。引脚2的
9、电位器为调节设定电压。引脚6的电位器为调节开关频率。注意：(1)做闭环时，1脚与9脚的短接线做闭环时一定要拆掉。否则还是开环，闭环不起作用。(2)芯片的地要与主电路电源的地要并在一起。第36页，此课件共46页哦电容数字含义一般有三位数字。第一、第二位为有效数值，第三位为倍数，即表示后面跟多少个零。104表示1010的4次方，10的后面再跟4个零即100000PF，即0.1F。另外，223表示2210的3次方，为22000PF，即0.022F。其余类推。1F=106F；1F=103nF；1nF=103pF；1F=106pF电感数字的含义：一般有三位数字。第一、第二位为有效数值，第三位为倍数，即表
10、示后面跟多少个零。101=1010的1次方h=100h102=1010的2次方h=1000h=1mh电阻的数字含义：503=5010的3次方欧姆=50k欧姆第37页，此课件共46页哦色环颜色第1色环第一位数字第2色环第二位数字第3色环倍数第4色环误差黑-0100棕111011红221022橙33103黄44104绿551050.5兰661060.25紫771070.1灰8810-1白9910-2金5银10电阻色环四色环电阻误差一般为5%第38页，此课件共46页哦四色环电阻误差一般为5%红紫棕金27101=270误差5第一环：红代表2第二环：紫代表7第三环：棕代表1色环排列：橙灰金金阻值是3.9
11、我们建议分两段背诵，容易记忆：棕红橙黄绿兰紫灰白黑色环电阻的第四环，不是金色，就是银色，而不会是其它颜色（这一点在五色环中不适用）；第39页，此课件共46页哦五色环电阻读法五色环电阻误差一般为1%五环电阻表示方法：第一、二、三为有效数字，第四环为倍数，第五环为误差(依颜色),红黑黑橙棕200103=200k误差1怎样识别哪是五环电阻的第一环识别哪是五环电阻的第一环（识别五环电阻的第一环的经验方法）：四环电阻的偏差环一般是金或银，一般不会识别错误，而五环电阻则不然，其偏差环有与第一环（有效数字环）相同的颜色，如果读反，识读结果将完全错误。那么，怎样正确识别第一环呢？现介绍如下：1、偏差环距其它环
12、较远。2、偏差环较宽。3、第一环距端部较近。4、有效数字环无金、银色。（解释：若从某端环数起第1、2环有金或银色，则另一端环是第一环。）5、偏差环无橙、黄色。（解释：若某端环是橙或黄色，则一定是第一环。）6、试读：一般成品电阻器的阻值不大于22M，若试读大于22M，说明读反。7、试测。用上述还不能识别时可进行试测，但前提是电阻器必须完好。第40页，此课件共46页哦无极性电解电容器通常用于音箱分频器电路、电视机S校正电路及单相电动机的起动电路。l高频电解电容开关电源中的输出滤波电解电容器，其锯齿波电压频率高达数十kHz，甚至是数十MHz，这时电容量并不是其主要指标，衡量高频铝电解电容优劣的标准是
13、“阻抗-频率”特性，要求在开关电源的工作频率内要有较低的等效阻抗，同时对于半导体器件工作时产生的高频尖峰信号具有良好的滤波作用。开关电源中的输出滤波电容一般使用高频电解电容第41页，此课件共46页哦1)SG3525供电电压不能超过20V，否则会烧坏芯片。应该先焊16脚的座子，最后才插上芯片。SG35255号脚可以观察锯齿波。2)焊接二极管、MOSFET速度要快，否则高温可能会烧掉二极管、MOSFET。3)用万用表判断电阻、电容是否短路时要注意，用万用表测量电阻低于30欧姆的电阻时，万用表仍然会叫，主电路中，电容和负载电阻并联在一起，判断电容是否烧掉时，用万用表测量电容两个引脚，万用表叫并不代表
14、电容一定烧掉，因为电容和负载电阻并联在一起，将电容取下来，再测量电容。4)仪表电源最大输出电流为0.5A，uo=D*E误差太大，检查主电流瞬时最大电流是否超过0.5A。如果超出，仪表电源就会限流，结果可能就不正确。5)11脚或者14脚看不到方波，请检查5号脚、13号脚的电容是否烧掉。如果16脚没有5.1的参考电压，则可能是SG3525芯片烧掉。6)主电路电源与控制电路电源要分开。7)芯片的地要与主电路电源的地要并在一起。8)13脚的电源电压不能超过20V，否则驱动MOSFET时可能将MOSFET的栅极烧坏。注意事项：第42页，此课件共46页哦闭环调试注意事项：调节电源电压，占空比发生变化，输出
15、电压不变，调节SG3525A2号脚电压，使得占空比约为20%,将主电路电源关闭，占空比立即突变到最大(SG3525A2号脚电压为0.8,h(s)=0.2,设定电压为0.8/0.2=4V,现在将主电路电源关闭，即Vo=0，e=0.8-0=0.8,e经过控制器作用，使得控制电压uo变大，使得占空比逐渐变大，控制器企图使得使主电路电压vo=4V。)第43页，此课件共46页哦用万用表测量MOSFET是否失效的方法。第一步：测量漏源极DS电阻，正极接漏极，负极接源极，通常情况下，测量结果等于或大于10M左右，如果测量值比较小，那么MOSFET就可能已经被击穿。第二步：测量栅极和源极之间的阻值，正极接栅极
16、，负极接源极，大概也在10M左右。第三步：测量源极和漏极之间的阻值，正极接源极，负极接漏极，如果测量的阻值在20K到30K之间时，表明MOSFET内部寄生反并联二极管是好的。相位裕度的真正作用是：在一定的范围内，包括元件参数误差、负载变化、输入电压变化、温升(这些都视为扰动)，保证环路仍然稳定。鉴于这些原因，设计补偿网络时相位裕度至少为60,如果稳态误差较大，则应该提高相位裕度。在Buck电路中可以不考虑增益裕度，在Boost电路增益裕度至少为12db还经常能够看到有关对相位裕度要求：最小要30，最小45，一般是45，偶尔60等等，这些都非常普遍。不同的场合扰动不同，所以对相位裕度要求也不同。第44页，此课件共46页哦徐德鸿电力电子系统建模及控制【M】北京：机械工业出版社，2006(101页有补偿网络设计)查询芯片说明书网站：http:/