双PWM控制器逆变控制电路

2万 · 2014-3-10 00:21

设计要点

基于UC3637的特点，电路组成和基本功能之后，即可具体设计逆变控制电路了。以下仅介绍几个关键电路单元的设计方法。

死区时间td

逆变主电路通常有半桥、单相全桥、三相桥等几种基本形式。功率开关管的开通和关断都需要时间，所以上下桥臂之间必须留有适当的死区时间，这关系到逆变主电路的安全。UC3637的死区设置是相当灵活的，可以在很宽的范围内调整。

图3(a)为死区时间示意图，图3(b)为外围元件的连接电路。经过推导和合理的近似，各参数之间有如下关系：

(a) 死区时间示意图

2万 · 2014-3-10 00:21

(b) 外围电路图

图3 双PWM比较器

td=t2-t1=〔(+VR/2)-(-VR/2)〕Ts/2VTH (1)

Ts=1/fs=Is/2CT〔(+VTH)-(-VTH)〕 (2)

Is=〔(+VTH)-(-VTH)〕/RT (3)

+VTH=(-Vs)+〔(+Vs)-(-Vs)〕(R2+R1)/(R1+R2+R1) (4)

-VTH=(-Vs)+〔(+Vs)-(-Vs)〕R1/(R1+R2+R1) (5)

(6)

2万 · 2014-3-10 00:22

在逆变控制设计中，有些参数是可以首先确定下来的。例如开关频率fs，桥臂的死区时间td(根据开关器件的开关特性)，三角波的峰值转折电压+VTH和-VTH等。±VTH的范围应限制在±Vs2V之间。实际的±VTH可根据调制波的最大可能值而定，调制波的最大可能值可依据PID的供电状况及动态范围确定。调制波的幅值确定之后，随之可定±VTH。再依据上述各关系式，不难解出其它各参数。若对于一个逆变系统要求：Vs=±15V，td=3μs，fs=30kHz，正弦波调制信号的最大可能值Vsm=4V。

取±VTH=±4V，根据以上各式可算得CT=1.04×10-9F(取CT=1000pF)，RT=38kΩ(取 RT=39kΩ)，VR=1.44V。当调制正弦波为零时，VR/R4≈(Vs-VR)/R3，取R4=5kΩ，则R3=47kΩ。理论计算的数值在应用中还需进行适当的修正。

频率调节控制

作为逆变电源还要求输出频率fo在一定的范围内连续可调。比如fo=400Hz的电源在±30Hz范围内可调。如上所述，UC3637三角波振荡频率由±VTH，CT，RT决定，当±VTH确定之后，一般不再作为可调量(因为三角波作载波应当恒幅)，则调节RT比较容易实现，电路如图4所示。