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使用NE555和LM393实现脉宽调制的D类功放

使用NE555和LM393实现脉宽调制的D类功放
使用NE555和LM393实现脉宽调制的D类功放

PWM功率放大电路

PWM功率放大电路 ——卢浩天 LC梦创电子制作工作室 一、PWM功率放大原理 PWM功放电路有单极性和双极性之分。双极性指在一个PWM周期内,电机电枢电压正、负极性改变一次;单极性指PWM功放管工作时,有一个PWM信号端和一个方向控制端,在电机正转或反转时,仅有对应的一对功放管通电,而另一对功放管截止。因此,电机电枢在正转或反转时,正、负极性是固定的,即是单极性的。 若忽略晶体管的管压降,可以认为PWM功率放大管的输出电平等于电源电压,即||=。图1描绘了电枢的电压波形和电流波形。在图中,为PWM UU T CAB脉冲周期,为正脉冲宽度,为负脉冲宽度。电枢两端的电流是一个脉动的连TT hP续电流,从图可看出,电枢两端的电流是一个脉动的连续电流,加快PWM的切换频率,电流的脉动就变小,结果近似于直流信号的效果,使电机均匀旋转。同时,如果改变PWM 的脉冲的宽度,电枢中的平均电流也将变化,电机的转速便将随之改变,这就是PWM调速的原理。 在图中,PWM脉冲频率决定了电枢电流的连续性,从而也决定了电机运行的平稳性。如果脉冲频率切换频率选择不当,电机的低速性能有可能不理想,容易烧坏晶体管,而且由于电流不连续,电机有可能产生剧烈震荡,甚至出现啸叫现象,这些都是不允许的。因此,在设

计PWM功率放大器时,要慎重选择切换频率。为了克服静摩擦,改善运行特性,切换频率应能使电机轴产生微振,即: 式中,为转矩系数,(为电机电磁常数、为励磁磁通),U?KC?KC?CTMMT.为功放电源,为电枢电感,为电机静摩擦力矩。TL SA另外,选择切换频率具体还应考虑以下几个方面: (1)微振的最大角位移应小于允许的位置误差。在伺服系统中,假设要求位置误差小于,则要求切换频率满足下式:?式中,为电机及负载的转动惯量。J(2)应尽量减小电机内产生的高频功耗。PWM 脉冲信号的谐波分量将引起电机内部的功耗,降低效率。为此切换频率应足够高,使电机电枢感抗大大超过电枢内阻,即要求 式中,是电机电枢电阻。R A(3)应当远远大于系统的固有频率,防止系统固有振荡。 实际设计时应综合考虑上述条件,在1000Hz至数万Hz的范围内选取PWM切换频率。特别需要强调的是,由于伺服电机的电枢电感较小,如果频率不够高,交流分量过大,很容易烧毁功放管。不过功放管的开关频率总有一个限度,对大功率功放管来说,开关频率越高,制造工艺难度越大,成本也越高。因此,用户要根据自己的实际需要确定有关参数,使自己构建的功率放大器有较高的性能价格比。 二、标准的PWM功率放大器 图2举出了一个实际的标准双极性PWM功率放大器。它是一个典型的H型功放,四个功放管分别采用NPN型达林顿管TIP122和PNP 型达林顿管TIP127。PWM脉冲信号通过光电耦合器件4N35加到晶

pwm开关型功率放大器

电力电子技术 课程设计报告 题目PWMf关型功率放大器的设计 专业电气工程及其自动化 班级电气 学号 学生姓名 指导教师 2008年春季学期 起止时间:2008年6月23日至2008年6月27日

一、总体设计 1 ?主电路的选型(方案设计)

经过对设计任务要求的总体分析,明确应该使用电力电子组合变流中的间接交流变流的思想进行设计,因为任务要求频率是可变的,故选择交直交变频电路(即VVVF 电源)。交直交变频电路有两种电路:电压型和电流型。在逆变电路中均选用双极性调制方式。 方案一:采用电压型间接交流变流电路。其中整流部分采用单相桥式全控整流电路,逆变部分采用单相桥式PWM e变电路,滤波部分为LC滤波,负载为阻感性。电路原理图如下所示: 方案二:采用电压型间接交流变流电路。其中整流部分采用单相全桥整流电路,逆变部分采用单相桥式PWM K变电路,滤波部分为LC滤波,负载为阻感性。电路原理图如下所示: 方案三:采用电压型间接交流变流电路。其中整流部分采用单相桥式PWM 整流电路,逆变部分采用单相桥式PWM e变电路,滤波部分为LC滤波,负载为阻感

性。电路原理图如下所示: 分析: 方案一中整流电路与逆变电路都采用全控型可以通过控制a角的大小来控制Ud 的大小。 方案二中的整流电路是单相全桥整流电路,属于不可控型。Ud大小不可变。 方案三采用双PWM&路。整流电路和逆变电路的构成可以完全相同,交流电源通过交流电抗器和整流电路联接,通过对整流电路进行PWMI制,可以使输入电流为正弦波并且与电源电压同相位,因而输入功率因数为1,并且中间 直流电路的电压可以调整。但由于控制较复杂,成本也较高,实际应用还不多,故此处没有选用。 经过分析我选用了方案一。其中控制部分采用双极性PWM波控制触发,从而控制负载电流和电压。由于逆变部分采用电压型逆变电路,所以当选用电阻性负载时其电流大致呈正弦波,电压呈矩形波。

一种基于pwm的开关功率放大器的设计

一种基于PWM的开关功率放大器的设计 一、前言 振动测试系统是模拟某种产品的实际使用环境,在产品出厂前检验其结构特性和可靠性,这对于新产品开发起着重要作用,因此,被广泛应用于军事,自动化,半导体,汽车,航空航天等行业。 采用开关功率放大器的电动式振动测试系统是目前应用广泛的一种振动 试验系统。通常能提供正弦、随机和冲击试验环境,它的频率范围广,动态范围宽,易于实现自动或手动控制;加速度波形良好,适合产生随机波;可得到很大的加速度。 功率放大器是电动振动试验系统的重要组成部分,其性能和与振动台的匹配状况直接关系着系统的性能。功率放大器发展到现在已经历了3代:电子管功率放大器、晶体管线性功率放大器及开关功率放大器。目前电子管功率放大器已经很少使用,晶体管线性功率放大器效率通常只有50%左右,而其他的能量则转化为热能,不但效率低,而且散热是个很大问题。开关功率放大器如果采用功率场效应管(PMOSFET),则损耗很小,效率可达到90%,发热少,冷却设备简单。由于开关功率放大器输出电压容易调节,且电流的波峰系数较大,这样就可以直接与振动台耦合,而不需要输出变压器。而且PMOSFET的开关频率高,因此放大器体积小,功率密度大,容易实现模块化。 本文应用PWM技术设计并实现了5kW的功率放大器模块。由于采用PMOSFET,开关频率达到50 kHz,体积比较小,效率高。输出电感铁芯采用钻基非晶合金,频率响应范围广。2主电路设计2.1主电路结构 开关式功率放大器主电路结构如图1所示。三相交流电经过工频变压器隔离、降压送入三相全桥滤波器,然后通过电容滤波得到低纹波直流电源V in。

主电路由4只PMOSFET组.成一个全桥变换器。输出的电压波经过常模和共模扼流线圈滤波后输出到振动台。 开关功率放大器输出正弦波(5Hz~5kHz)或随机波形。采用提高开关频率的方法来抑制谐波虽然有效,但是会增加PMOSFET的开关损耗,从而导致变换器的效率下降。本文采用倍频PWM技术,即三角载波的频率为100 kHz,而MOSFET的开关频率为50 kHz,这样不仅能够有效地降低谐波,而且也可以减少开关损耗。变换器工作时,同一个桥臂上的MOSF ET交替导通,当Q1,Q3同时导通时输出为零,只有对角线上的Q1,Q4或Q3,Q2同时导通时才输出电压波形。 二、控制逻辑 由于开关功率放大器是通过输入信号来改变输出结果的,所以是开环控制。其控制逻辑如图2所示,由载波发生,调制信号,比较单.元和延时单元组成。载波是频率为50 kHz三角波,由模拟振荡电路获得。调制信号由振动台控制系统给定,滤波后送到比较器的同相端。载波以及反相的载波分别送到比较器的反相端。调制后的信号通过一个由RC电路和与非门组成的延时单元,防止同一桥臂的MOSFET的直通,最后经过缓冲器到驱动电路。

PWM功率放大电路

P W M功率放大电路集团标准化工作小组 #Q8QGGQT-GX8G08Q8-GNQGJ8-MHHGN#

PWM功率放大电路 ——卢浩天 LC梦创电子制作工作室一、PWM功率放大原理 PWM功放电路有单极性和双极性之分。双极性指在一个PWM周期内,电机电枢电压正、负极性改变一次;单极性指PWM功放管工作时,有一个PWM信号端和一个方向控制端,在电机正转或反转时,仅有对应的一对功放管通电,而另一对功放管截止。因此,电机电枢在正转或反转时,正、负极性是固定的,即是单极性的。 若忽略晶体管的管压降,可以认为PWM功率放大管的输出电平等于 电源电压,即| U|=C U。图1描绘了电枢的电压波形和电流波形。在图 AB 中,T为PWM脉冲周期, T为正脉冲宽度,h T为负脉冲宽度。电枢两端 P 的电流是一个脉动的连续电流,从图可看出,电枢两端的电流是一个脉动的连续电流,加快PWM的切换频率,电流的脉动就变小,结果近似于直流信号的效果,使电机均匀旋转。同时,如果改变PWM的脉冲的宽度,电枢中的平均电流也将变化,电机的转速便将随之改变,这就是PWM调速的原理。 在图中,PWM脉冲频率决定了电枢电流的连续性,从而也决定了电机运行的平稳性。如果脉冲频率切换频率选择不当,电机的低速性能有可能不理想,容易烧坏晶体管,而且由于电流不连续,电机有可能产生剧烈震荡,甚至出现啸叫现象,这些都是不允许的。因此,在设计PWM功率放

大器时,要慎重选择切换频率。为了克服静摩擦,改善运行特性,切换频率应能使电机轴产生微振,即: 式中,T K 为转矩系数,Φ=M T C K (M C 为电机电磁常数、Φ为励磁磁 通),C U 为功放电源,A L 为电枢电感,S T 为电机静摩擦力矩。 另外,选择切换频率具体还应考虑以下几个方面: (1)微振的最大角位移应小于允许的位置误差。在伺服系统中,假设要求位置误差小于δ,则要求切换频率满足下式: 式中,J 为电机及负载的转动惯量。 (2)应尽量减小电机内产生的高频功耗。PWM 脉冲信号的谐波分量将引起电机内部的功耗,降低效率。为此切换频率应足够高,使电机电枢感抗大大超过电枢内阻,即要求 式中,A R 是电机电枢电阻。 (3)应当远远大于系统的固有频率,防止系统固有振荡。 实际设计时应综合考虑上述条件,在1000Hz 至数万Hz 的范围内选取PWM 切换频率。特别需要强调的是,由于伺服电机的电枢电感较小,如果频率不够高,交流分量过大,很容易烧毁功放管。不过功放管的开关频率总有一个限度,对大功率功放管来说,开关频率越高,制造工艺难度越大,成本也越高。因此,用户要根据自己的实际需要确定有关参数,使自己构建的功率放大器有较高的性能价格比。 二、标准的PWM 功率放大器 图2举出了一个实际的标准双极性PWM 功率放大器。它是一个典型的H 型功放,四个功放管分别采用NPN 型达林顿管TIP122和PNP 型达

完整word高效率PWM音频功率放大器

高效率PWM 音频功率放大器 本设计主要由功率放大器、信号变换电路、输出功率显示电路和保护电路组成。功率放 大器部分采用D 类功率放大器确保高效,在 5V 供电情况下输出功率大于 1W ,且输出波形 无明显失真,低频输出噪声电压很低 (输出频率为20kHz 以下时,低频噪声电压约 1mV ); 信号变换部分采用差分放大电路,将双端输出信号变为 1 : 1的单端输出信号;输出功率显 1、题目分析及设计方案论证与比较 根据题目要求,整个系统由D 类PWM 功率放大器、信号转换电路及功率测量显示装置 组成。其中核心部分为 D 类PWM 功率放大器。之所以选择此方案是因为 D 类PWM 功放 能够达到更高的效率,且更好地确保波形不失真,加之以合理的滤波网络又进一步克服了高 频干扰, 从而使系统成为高效率、低失真、低干扰的功率放大系统。系统组成框图如图 3.1 所示。下面我们分别论述框图中各部分设计方案。 图3.1系统组成框图 2、总体设计思路 根据题目要求,经过认真分析,决定采用脉宽调制方式实现低频功率放大器 (即D 类功 率放大器)。脉宽调制电路(PWM )的脉宽调制原理 如图3.2所示。 图3.2脉宽调制原理图 一般的D 类放大器电路的工作原理是用 “振荡发生器”输出的三角波与来自外部的模拟 音频信号进行比较,在“脉宽调制比较器”输出端产生一个其脉宽变化与音频信号幅值成正 比例的可变脉宽方波。此方波通过“数字逻辑电路”输出反相的方波。 在音频信号的前半周 (正电压),脉宽调制方波的占空比小于 50%,使高端MOS 管饱和导通,输出瞬间脉冲电压 V ec — 0=V cc 。在音频信号的后半周(负电压),低端MOS 饱和导通,电压 0— V ec = — V cc o 将输 亠 PWM — 高速开关电路 及滤波网络 D 类功率放大器 796D Vin=O,占空比-50%

一种基于PWM的开关功率放大器的设计

一种基于PWM的开关功率放大器的设计 原作者:韩金刚史新乾汤天浩王小明 一、前言 振动测试系统是模拟某种产品的实际使用环境,在产品出厂前检验其结构特性和可靠性,这对于新产品开发起着重要作用,因此,被广泛应用于军事,自动化,半导体,汽车,航空航天等行业。 采用开关功率放大器的电动式振动测试系统是目前应用广泛的一种振动试验系统。通常能提供正弦、随机和冲击试验环境,它的频率范围广,动态范围宽,易于实现自动或手动控制;加速度波形良好,适合产生随机波;可得到很大的加速度。 功率放大器是电动振动试验系统的重要组成部分,其性能和与振动台的匹配状况直接关系着系统的性能。功率放大器发展到现在已经历了3代:电子管功率放大器、晶体管线性功率放大器及开关功率放大器。目前电子管功率放大器已经很少使用,晶体管线性功率放大器效率通常只有50%左右,而其他的能量则转化为热能,不但效率低,而且散热是个很大问题。开关功率放大器如果采用功率场效应管(PMOSFET),则损耗很小,效率可达到90%,发热少,冷却设备简单。由于开关功率放大器输出电压容易调节,且电流的波峰系数较大,这样就可以直接与振动台耦合,而不需要输出变压器。而且PMOSFET的开关频率高,因此放大器体积小,功率密度大,容易实现模块化。 本文应用PWM技术设计并实现了5kW的功率放大器模块。由于采用PMOSFET,开关频率达到50 kHz,体积比较小,效率高。输出电感铁芯采用钻基非晶合金,频率响应范围广。2主电路设计2.1主电路结构

开关式功率放大器主电路结构如图1所示。三相交流电经过工频变压器隔离、降压送入三相全桥滤波器,然后通过电容滤波得到低纹波直流电源V in。主电路由4只PMOSFET组.成一个全桥变换器。输出的电压波经过常模和共模扼流线圈滤波后输出到振动台。 开关功率放大器输出正弦波(5Hz~5kHz)或随机波形。采用提高开关频率的方法来抑制谐波虽然有效,但是会增加PMOSFET的开关损耗,从而导致变换器的效率下降。本文采用倍频PWM技术,即三角载波的频率为100 kHz,而MOSFET的开关频率为50 kHz,这样不仅能够有效地降低谐波,而且也可以减少开关损耗。变换器工作时,同一个桥臂上的MOSF ET交替导通,当Q1,Q3同时导通时输出为零,只有对角线上的Q1,Q4或Q3,Q2同时导通时才输出电压波形。 二、控制逻辑 由于开关功率放大器是通过输入信号来改变输出结果的,所以是开环控制。其控制逻辑如图2所示,由载波发生,调制信号,比较单.元和延时单元组成。载波是频率为50 kHz三角波,由模拟振荡电路获得。调制信号由振动台控制系统给定,滤波后送到比较器的同相端。载波以及反相的载波分别送到比较器的反相端。调制后的信号通过一个由RC电路和与非门组成的延时单元,防止同一桥臂的MOSFET的直通,最后经过缓冲器到驱动电路。

PWM功率放大电路

P W M功率放大电路 Modified by JACK on the afternoon of December 26, 2020

PWM功率放大电路 ——卢浩天 LC梦创电子制作工作室一、PWM功率放大原理 PWM功放电路有单极性和双极性之分。双极性指在一个PWM周期内,电机电枢电压正、负极性改变一次;单极性指PWM功放管工作时,有一个PWM信号端和一个方向控制端,在电机正转或反转时,仅有对应的一对功放管通电,而另一对功放管截止。因此,电机电枢在正转或反转时,正、负极性是固定的,即是单极性的。 若忽略晶体管的管压降,可以认为PWM功率放大管的输出电平等于 电源电压,即| U|=C U。图1描绘了电枢的电压波形和电流波形。在图 AB 中,T为PWM脉冲周期, T为正脉冲宽度,h T为负脉冲宽度。电枢两端 P 的电流是一个脉动的连续电流,从图可看出,电枢两端的电流是一个脉动的连续电流,加快PWM的切换频率,电流的脉动就变小,结果近似于直流信号的效果,使电机均匀旋转。同时,如果改变PWM的脉冲的宽度,电枢中的平均电流也将变化,电机的转速便将随之改变,这就是PWM调速的原理。 在图中,PWM脉冲频率决定了电枢电流的连续性,从而也决定了电机运行的平稳性。如果脉冲频率切换频率选择不当,电机的低速性能有可能不理想,容易烧坏晶体管,而且由于电流不连续,电机有可能产生剧烈震荡,甚至出现啸叫现象,这些都是不允许的。因此,在设计PWM功率放

大器时,要慎重选择切换频率。为了克服静摩擦,改善运行特性,切换频率应能使电机轴产生微振,即: 式中,T K 为转矩系数,Φ=M T C K (M C 为电机电磁常数、Φ为励磁磁通),C U 为功放电源,A L 为电枢电感,S T 为电机静摩擦力矩。 另外,选择切换频率具体还应考虑以下几个方面: (1)微振的最大角位移应小于允许的位置误差。在伺服系统中,假设要求位置误差小于δ,则要求切换频率满足下式: 式中,J 为电机及负载的转动惯量。 (2)应尽量减小电机内产生的高频功耗。PWM 脉冲信号的谐波分量将引起电机内部的功耗,降低效率。为此切换频率应足够高,使电机电枢感抗大大超过电枢内阻,即要求 式中,A R 是电机电枢电阻。 (3)应当远远大于系统的固有频率,防止系统固有振荡。 实际设计时应综合考虑上述条件,在1000Hz 至数万Hz 的范围内选取PWM 切换频率。特别需要强调的是,由于伺服电机的电枢电感较小,如果频率不够高,交流分量过大,很容易烧毁功放管。不过功放管的开关频率总有一个限度,对大功率功放管来说,开关频率越高,制造工艺难度越大,成本也越高。因此,用户要根据自己的实际需要确定有关参数,使自己构建的功率放大器有较高的性能价格比。 二、标准的PWM 功率放大器 图2举出了一个实际的标准双极性PWM 功率放大器。它是一个典型的H 型功放,四个功放管分别采用NPN 型达林顿管TIP122和PNP 型达

高效率PWM音频功率放大器

高效率PWM音频功率放大器 本设计主要由功率放大器、信号变换电路、输出功率显示电路和保护电路组成。功率放大器部分采用D类功率放大器确保高效,在5V供电情况下输出功率大于1W,且输出波形无明显失真,低频输出噪声电压很低(输出频率为20kHz以下时,低频噪声电压约1mV);信号变换部分采用差分放大电路,将双端输出信号变为1∶1的单端输出信号;输出功率显 1、题目分析及设计方案论证与比较 根据题目要求,整个系统由D类PWM功率放大器、信号转换电路及功率测量显示装置组成。其中核心部分为D类PWM功率放大器。之所以选择此方案是因为D类PWM功放能够达到更高的效率,且更好地确保波形不失真,加之以合理的滤波网络又进一步克服了高频干扰,从而使系统成为高效率、低失真、低干扰的功率放大系统。系统组成框图如图3.1所示。下面我们分别论述框图中各部分设计方案。 图3.1 系统组成框图 2、总体设计思路 根据题目要求,经过认真分析,决定采用脉宽调制方式实现低频功率放大器(即D类功率放大器)。脉宽调制电路(PWM)的脉宽调制原理如图3.2所示。 图3.2 脉宽调制原理图 一般的D类放大器电路的工作原理是用“振荡发生器”输出的三角波与来自外部的模拟音频信号进行比较,在“脉宽调制比较器”输出端产生一个其脉宽变化与音频信号幅值成正比例的可变脉宽方波。此方波通过“数字逻辑电路”输出反相的方波。在音频信号的前半周(正电压),脉宽调制方波的占空比小于50%,使高端MOS管饱和导通,输出瞬间脉冲电压V ec-0=V cc。在音频信号的后半周(负电压),低端MOS饱和导通,电压0-V ec=-V cc。将输

出的脉宽调制电压经LC低通网络滤除高频成分,在负载端得到与输入模拟信号相似但被放大了的电压。 D放大器虽有较大难度但可大大提高效率,且失真很小,波形放大效果良好,而且配合以较好的滤波网络克服了高频干扰。 系统原理框图如图3.3所示。可采用AD521实现双端输入变单端输出的信号变换。在测试部分采用乘法器将变换电路输出的信号电压加以平方,经分压送至表头显示。 图3.3 系统原理框图 第1节PWM功率放大器 实验一三角波发生器及误差放大器用555芯片构成三角波发生电路,如图3.4所示。 图3.4 三角波发生电路 本设计利用555组成的多谐振荡器的C4充放电特性加以改进,实现C4的线性充放电获得三角波。利用VT1、VT2和R6构成的恒流源对C4实现线性充电,利用VT3、VT4和R7构

D类功率放大器

D类功率放大器 摘要: 本系统以高效率D类功率放大器为核心,通过将三角波与放大的音频信号相比较获得PWM脉宽调制信号,控制由MOSFET管构成的对称H桥结构进行功率放大,再通过Butterworth滤波器低通滤波后输出,系统还能够进行功率的测量于显示。经测试,功率放大器效率达到66%,系统总体比较理想的实现了设计指标的要求。 关键词:D类功率放大器、PWM脉宽调制、H桥电路,Butterworth低通滤波器 目录 1方案论证与选择__________________________________________________ 2 1.1高效率功率放大器类型的选择____________________________________ 2 1.1.1高效率功率放大器类型的选择_________________________________________ 2 1.1.2高速开关电路_______________________________________________________ 2 1)输出方式__________________________________________________________ 2 2)驱动方式__________________________________________________________ 3 1.1.3滤波器的选择_______________________________________________________ 4 2单元电路设计____________________________________________________ 5 2.1D类功率放大器电路 ___________________________________________ 5 2.1.1D类放大器的工作原理: _____________________________________________ 5 2.1.2三角波发生电路_____________________________________________________ 6 2.1.3比较器: ____________________________________________________________ 7 2.1.4音频信号前置放大器: ______________________________________________ 10 2.1.5开关放大电路:____________________________________________________ 10 1)驱动电路:_______________________________________________________ 10 2)H桥互补对称输出电路: ____________________________________________ 10 2.1.6低通滤波器:______________________________________________________ 11 2.2信号变换电路________________________________________________ 12 2.3功率测量及显示电路 __________________________________________ 12 3软件设计_______________________________________________________ 12 4系统测试及改进方案_____________________________________________ 12 5结论___________________________________________________________ 14参考文献___________________________________________________________ 14附录1 主要元器件清单 ______________________________错误!未定义书签。附录2 程序清单 ____________________________________错误!未定义书签。附录3 印制版图 ____________________________________错误!未定义书签。

脉宽调制(PWM)控制电路

脉宽调制(PWM )控制电路 在一些变频控制系统中,要求在调频的同时调节电压,如在变频调速系统中要求逆变器输出电压随频率的改变而改变,以防止电动机出现过励磁或欠励磁现象;在中频感应加热炉的频率控制时也要求相应改变电压。 控制输出电压变化最理想的方法是脉宽调制。脉宽调制控制电路(PWM)是通过调节控 制电压脉冲的宽度和脉冲列的周期来控制输出电压和频率。通过利用PWM 信号触发可关 断晶闸管(GT())或功率晶体管等开关器件的导通和关断,把直流电压变为电压脉冲列。在逆 变器中采用PWM 控制,可以同时完成调频和调压的任务。PWM 广泛应用于开关电源、不间断电源、直流电机调速、交流电机变频调速和中频炉电源控制等领域。 4.5.1 脉宽调制控制电路的基本原理 脉宽调制控制电路的基本构成和工作原理等叙述如下 一、PWM 的基本电路 基本的脉宽调制控制电路由电压—脉宽转换器和开关功率放大器组成.其组成原理如图 4-5-1所示。电压一脉宽转换器的核心是运算放大器(比较器)。运算放大器A 输入信号有 调制信号T u (其频率为主电路所需的开关调制频率)、负偏置电压P u 、控制电压信号C u 。由于运算放大器为开环,因此,该比较器的输出仅取决于输入方向的两个极限位(取决于)(P T c u u u +-的正负),此输出经开关功率放大器输出到触发脉冲列逆变器。 如图4-5-1所示,调制电压T u 为锯齿波,当控制电压C u > P C u u +时,运算放大器的输出为低电平,如图(b)所示;反之,当C u < P C u u +时,运算放大器的输出为高电平,(如图(c)所示)。 图4-5-1 脉宽调制控制电路组成原理图 图4-5-4 脉冲调制波形图

pwm开关型功率放大器

电力电子技术课程设计报告 题目PWM开关型功率放大器的设计专业电气工程及其自动化 班级电气 学号 学生姓名 指导教师 2008 年春季学期

一、总体设计 1.主电路的选型(方案设计) 经过对设计任务要求的总体分析,明确应该使用电力电子组合变流中的间接交流变流的思想进行设计,因为任务要求频率是可变的,故选择交直交变频电路(即VVVF电源)。交直交变频电路有两种电路:电压型和电流型。在逆变电路中均选用双极性调制方式。 方案一:采用电压型间接交流变流电路。其中整流部分采用单相桥式全控整流电路,逆变部分采用单相桥式PWM逆变电路,滤波部分为LC滤波,负载为阻感性。电路原理图如下所示: 方案二:采用电压型间接交流变流电路。其中整流部分采用单相全桥整流电路,逆变部分采用单相桥式PWM逆变电路,滤波部分为LC滤波,负载为阻感性。电路原理图如下所示:

方案三:采用电压型间接交流变流电路。其中整流部分采用单相桥式PWM 整流电路,逆变部分采用单相桥式PWM逆变电路,滤波部分为LC滤波,负载为阻感性。电路原理图如下所示: 分析: 方案一中整流电路与逆变电路都采用全控型可以通过控制a角的大小来控制Ud的大小。 方案二中的整流电路是单相全桥整流电路,属于不可控型。Ud大小不可变。 方案三采用双PWM电路。整流电路和逆变电路的构成可以完全相同,交流电源通过交流电抗器和整流电路联接,通过对整流电路进行PWM控制,可以使输入电流为正弦波并且与电源电压同相位,因而输入功率因数为1,并且中间直流电路的电压可以调整。但由于控制较复杂,成本也较高,实际应用还不多,故此处没有选用。 经过分析我选用了方案一。其中控制部分采用双极性PWM波控制触发,从而控制负载电流和电压。由于逆变部分采用电压型逆变电路,所以当选用电阻性负载时其电流大致呈正弦波,电压呈矩形波。

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