CH4 控制电路
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ch4逆变电路电力电子解析课件
换流方式：
器件换流、电网换流、负载换流、强迫换流
2023/12/29
5
4.1.2 换流方式分类
1. 器件换流(Device Commutation)
利用全控型器件的自关断能力进行换流。 在采用IGBT 、电力MOSFET 、GTO 、GTR等全控型器件的电路中的换 流方式是器件换流。
2. 电网换流(Line Commutation)
电压型逆变电路VSI ——又称为电压
源型逆变电路
Voltage Source Type Inverter-VSTI
直流侧是电流源
电流型逆变电路CSI ——又称为电流
源型逆变电路
Current Source Type Inverter-CSTI
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13
4.2 电压型逆变电路 • 引言
因此，半桥电路常用于 几kW以下的小功率逆变电源。
2023/12/29
17
4.2.1 单相电压型逆变电路
2. 全桥逆变电路
共四个桥臂，可看成两个半桥电路组合而成。 两对桥臂交替导通180°。 输出电压和电流波形与半桥电路形状相同，幅值高出一倍。 改变输出交流电压的有效值只能通过改变直流电压Ud来实现。
a)
o
Um
O
t
-Um
io
O
t3 t1 t2
t4
t5 t6
t
ON V1 V2 V1 V2
VD1 VD2 VD1 VD2 b)
单相半桥电压型逆变电路及其工作波形
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4.2.1 单相电压型逆变电路
1. 半桥逆变电路
◆优点：简单，使用器件少； ◆缺点：输出交流电压的幅值Um仅为Ud /2，且直流侧需要两个电容器串 联，工作时还要控制两个电容器电 压的均衡。
ch4 电路的暂态分析
根据换路定则得： uC (0 ) uC (0 ) 0
L(0 ) L(0 ) 0
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例1:
暂态过程初始值的确定 S C R2
iC
(0+
)
uC
(0+)+u2(0+_)
+ t=0
+
i1(0+ )
R2 +
iL(0+ ) +
U -
R1
LU
-
R1 _u1(0+) _ uL(0+)
研究暂态过程的实际意义 1. 利用电路暂态过程产生特定波形的电信号
如锯齿波、三角波、尖脉冲等，应用于电子电路。 2. 控制、预防可能产生的危害
暂态过程开始的瞬间可能产生过电压、过电流使 电气设备或元件损坏。
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4.1 换路定则
1. 产生暂态过程的条件
例：
S i R1
I
t =0+时的电流方程中 iL = iL ( 0+)。
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例1．暂态过程初始值的确定
S C R2
已知：换路前电路处稳态，
+ t=0
U
R1
-
(a)
L
C、L 均未储能。
试求：电路中各电压和电
流的初始值。
解：(1)由换路前电路求 uC (0 ), iL(0 )
由已知条件知 uC (0 ) 0, iL (0 ) 0
带入数据
i(0 ) iC (0 ) iL(0 ) 8 2i(0 ) 4iC (0 ) 4
电感电路： L (0 ) L (0 )
ch4组合逻辑电路(4.4-4.5)详解
功能表
E
Y0 输 入
输出
E A1 A0 Y0 Y1 Y2 Y3 Y1 H × × H H H H
A0
L L LLHHH
Y2L H L H H L H
L HHHHH L
Y 0 EA1 A0
Y 1 EA1 A0
Y 2 EA1 A0
Y 3 EA1 A0
19
2、 典型译码器电路及应用
EI2
1
I7 I6 I5 I4 I3 I2 I1 I0
EO2
EI CD4532(II) EO
GS
Y2 Y1 Y0 0
I7 I6 I5 I4 I3 I2 I1 I0 EI1 EI CD4532(I) EO
GS
Y2 Y1 Y0
EO1
0
GS2
GS1
≥1 G3
1
GS
L3 1
≥1 G2
0 L2 1
≥1 G1
0 L1 1
3
4）编码器的分类：普通编码器和优先编码器。
普通编码器：任何时候只允许输入一个有效编码信号，否则 输出就会发生混乱。
优先编码器：允许同时输入两个以上的有效编码信号。当同 时输入几个有效编码信号时，优先编码器能按预先设定的优 先级别，只对其中优先权最高的一个进行编码。
4
1、编码器的工作原理 普通二进制编码器
EI2
I7 I6 I5 I4 I3 I2 I1 I0 EO2
EI CD4532(II) EO
I7 I6 I5 I4 I3 I2 I1 I0 EI1 EI CD4532(I) EO
EO1
0 GS
Y2 Y1 Y0
0
GS
Y2 Y1 Y0 0
GS2
ch4--起重机电气控制
1)具有合理升降速度。
2)具有一定的调速范围。
3)提升的第一档应作为预备级。
4)下放重物时，依据负载大小，拖动电机可运行在 多个状态。 5)必须设有机械抱闸以实现机械制动。
第二节 起重机电动机的工作状态
一、提升物品时电动机的工作状态
提升物品时，电动机
负载转矩 TL 由重力转矩 TW
及提升机构摩擦阻转矩 Tf 两部分组成，当电动机电 磁转矩 T克服TL时，重物被 提升；当 T= TL 时，重物以 恒定速度提升。由此出发， 可作出如图4.3所示特性， 此时电动机处于正向电动 状态。
1）有专职司机。 2）到达预定停靠的层站时，提前自动减速，平层时
自动停靠开门。
3）自动开、关门。 4）到达上下端站时，提前自动强迫电梯减速，平层 时自动停靠开门。 5）厅外有召唤装置，召唤时厅外有记忆指示灯，轿
内有音响信号和指示灯。
6）厅外有电梯运行方向、电梯所在层楼位置指示。
7）自动平层。 8）召唤要求执行完毕，自动清除轿内、厅外召唤记
桥式起重机
门式起重机
塔式起重机
旋转起重机 缆索起重机
桥
式
起
重
机
单主梁吊钩门式起重机
汽车起重机
旋转起重机
缆索起重机
架 设 起 重 机
三、桥式起重机的结构
桥式起重机一般由桥架（又称大车）、装有提升机构的 吊运车、大车移行机构、操纵室、小车导电装置（辅助
滑线）、起重机总电源导电装置（主滑线）等部分组成。
1、门开关保护 2、电梯终端超越保护 3、超载保护
1-钢丝绳 2-导轮 3-终端极限开关 4-张紧 配重 5-导轨 6-轿厢 7-极限开关下碰轮 8-下限位开关 9-下减速开关 10-下开关 打板 11-上开关打板 12-上减速开关 13上限位开关 14-极限开关上碰轮
No-11电力电子技术-ch4触发电路
35
四. 双脉冲形成电路
图例给出了a+相与 b-相的XY连接关系 当a+有主控脉冲时， 即Vc4为低电平， Q5截止 由于X->Y，所以Y 端也为低电平而C4 的电压为2E(类似 C3的工作情况)，所 以b-相的Q6截止， b-相有脉冲输出
36
脉冲的形成与放大 锯齿波的形成与脉冲移相 同步环节 双脉冲形成环节 强触发环节
当负载电流小于Idmin1或Idmin2时两组三相半波电路将会单组供电，因为 单组6相半波输出平均电压高于两组并联供电，所以当负载电流较小出现 单组供电时输出电压会抬高
⑹ 图9中两条外特性曲线对应不同的平衡电抗器，由图可知 Lp1与Lp2哪一个大 Lp1 大。 55
2-18
注意副边电流有效 值计算 P49 式2-65
54
Ud 1.35 U2
a b c ip o2 a' b' c'
Lp2
1.17 U2
o o1 L R Lp
u2
Lp1
ud
+
Id Idmin1 Idmin2
Tc
Tb
Ta
T'a
T'b
T'c
⑷ 图(b)中Lp的作用是使两组三相半波电路负载电流均衡，两组并联 供电。 ⑸右图为图(b)电路控制角为零的外特性曲线，简要说明为何 负载电流小于Idmin1 或Idmin2时，输出电压会升高？
暂不管与Q5 串联的Q6
13
一. 脉冲形成与放大 Uk=0.7v:
触发变压器
Q4 导通 UA=？ UA=1V Ube5=-2E1-（-E1） Q5 ？ 立即截止 Q7 Q8 ？ 导通 ——输出高电平 然后 UC3 ？ 上升（R11,C3） Uc3>-E1时 ？ Q5重新导通 ——输出低电平 Q7 Q8管关断
电工学课件ch4
第4 章电动机4.1 三相异步电动机的构造4.2 三相异步电动机的工作原理4.3 三相异步电动机的电路分析4.4 三相异步电动机的转矩与机械特性4.5 三相异步电动机的起动4.6 三相异步电动机的调速4.7 三相异步电动机的制动4.8 三相异步电动机的名牌数据4.9 三相异步电动机的选择4.10 单相异步电动机4.11 直流电动机4.12 控制电动机4.1 三相异步电动机的构造电动机的作用是将交流电能转换成机械能, 电动机分交流电动机和直流电动机两大类。
1. 交流电动机按电机定子相数分：三相异步电动机、两相异步电动机、单相异步电动机。
2. 按电机的转子结构分：笼型异步电动机绕线型异步电动机异步电动机的应用非常广泛：在工业方面：中、小型轧钢设备，机床、轻工机械、起重机械，矿山机械等。
在农业方面：脱粒机、粉碎机、排灌机械及加工机械。
在家用电器方面：电风扇、空调机、洗衣机、电冰箱等。
4.1 三相异步电动机的构造电动机的外形三相异步电动机主要部件是由定子和转子两大部分组成。
此外，还有端盖、机座、轴承、风扇等部件。
三相异步电动机的基本结构示意图三相异步电动机主要部件是由定子和转子两大部分组成。
此外，还有端盖、机座、轴承、风扇等部件。
端盖机座三相异步电动机的基本结构示意图三相异步电动机的基本结构示意图三相异步电动机主要部件是由定子和转子两大部分组成。
此外，还有端盖、机座、轴承、风扇等部件。
定子三相异步电动机的基本结构示意图三相异步电动机主要部件是由定子和转子两大部分组成。
此外，还有端盖、机座、轴承、风扇等部件。
定子转子轴承端盖机座1. 定子三相异步电动机的定子是由机座、定子铁心和定子绕组组成。
定子绕组机座铁心定子铁心是由冲有槽孔的硅钢片叠压而成定子硅钢片饶线型转子铁心与绕组2. 转子根据转子绕组结构的不同又分为笼型转子和绕线型转子。
饶线型转子的电机称饶线型电动机。
外接电阻电刷滑环转子铁心转子绕组2. 转子转子铁心是由相互绝缘的硅钢片叠压而成。
Ch4控制系统结构与程序管理
*
双机集中控制
双机系统: 主备用方式 冷备用 热备用或同步工作方式 负荷分担式
*
双机集中控制-主备用
主处理机负责整个交换机呼叫处理和资源管理，故障时倒换到备用机。结构简单，但倒换时会丢失当前的呼叫处理和已建立的连接。
处理机都处于工作态，都接收当前的资源状态和呼叫请求，但只一个有效发布控制命令。控制结构较复杂，但一般不会丢失当前的呼叫处理和已建立的连接。
*
双机集中控制-负荷分担
*
分散控制
用于控制的每台处理机只能访问部分资源或控制部分功能。 按照其在管理任务中的关系，又可分为单级多机系统和多级多机系统和分布式控制。
*
单级多机控制方式
*
多级多机处理机系统
*
分布式控制
分布式控制 每个功能板均配置单片机和处理程序，构成完整的基础模块，通过相互通信对消息加工，协调完成所承担的功能或作用。 结构类似单级多机系统。 优点 标准组件化，设计和编程规整，易组成更大容量、更复杂功能系统； 方便引入新技术、新元件，系统持续发展性好； 可靠性高，故障只影响局部。
*
4.2.1 呼叫处理能力分析
BHCA（忙时试呼次数）计算公式 系统开销：处理机时间资源的占用率 固有开销：与呼叫处理次数（话务量）无关的系统开销 非固有开销：与呼叫处理次数有关的系统开销。 单位时间内处理机用于呼叫处理的时间开销为： t=a+bN t：系统开销 a：固有开销 b：处理一次呼叫的平均开销（非固有开销） N：单位时间内所处理的呼叫总数，即处理能力值（BHCA）
*
程序的级别划分和调度
交换机程序的特点是并发性和实时性强，存在多道被激活的作业，须在规定时间内作出响应。 调度程序，根据实时性要求将各处理程序划分为不同的优先级，并按其高低顺序调度相关程序在处理机上执行。 控制程序通常按任务紧急性和实时性的要求不同划分为故障级、时钟级和基本级三个等级。
双机集中控制
双机系统: 主备用方式 冷备用 热备用或同步工作方式 负荷分担式
*
双机集中控制-主备用
主处理机负责整个交换机呼叫处理和资源管理，故障时倒换到备用机。结构简单，但倒换时会丢失当前的呼叫处理和已建立的连接。
处理机都处于工作态，都接收当前的资源状态和呼叫请求，但只一个有效发布控制命令。控制结构较复杂，但一般不会丢失当前的呼叫处理和已建立的连接。
*
双机集中控制-负荷分担
*
分散控制
用于控制的每台处理机只能访问部分资源或控制部分功能。 按照其在管理任务中的关系，又可分为单级多机系统和多级多机系统和分布式控制。
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单级多机控制方式
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多级多机处理机系统
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分布式控制
分布式控制 每个功能板均配置单片机和处理程序，构成完整的基础模块，通过相互通信对消息加工，协调完成所承担的功能或作用。 结构类似单级多机系统。 优点 标准组件化，设计和编程规整，易组成更大容量、更复杂功能系统； 方便引入新技术、新元件，系统持续发展性好； 可靠性高，故障只影响局部。
*
4.2.1 呼叫处理能力分析
BHCA（忙时试呼次数）计算公式 系统开销：处理机时间资源的占用率 固有开销：与呼叫处理次数（话务量）无关的系统开销 非固有开销：与呼叫处理次数有关的系统开销。 单位时间内处理机用于呼叫处理的时间开销为： t=a+bN t：系统开销 a：固有开销 b：处理一次呼叫的平均开销（非固有开销） N：单位时间内所处理的呼叫总数，即处理能力值（BHCA）
*
程序的级别划分和调度
交换机程序的特点是并发性和实时性强，存在多道被激活的作业，须在规定时间内作出响应。 调度程序，根据实时性要求将各处理程序划分为不同的优先级，并按其高低顺序调度相关程序在处理机上执行。 控制程序通常按任务紧急性和实时性的要求不同划分为故障级、时钟级和基本级三个等级。
ch4三极管及放大电路基础
rbe = rbb′ + (1+ )
26(mV)
IEQ (mA)
公式适用范围为0.1mA<IE<5mA
rbb′≈200Ω
2〕输出回路-- 输出特性在放大区内基本平直、略微上翘
当工作点由 Q1 变化到时 Q2 时,由 iB 所引
起的 iC的变量为 iC =
iB , 即 ic = ib .
iC
Q2
iC
1. 先画出交流通路； 2. 用BJT的小信号模型<简化模型〕代替交流通
路中的BJT,即可画出放大电路的小信号模型等 效电路.
注意：由于输入信号常用正弦信号,所以,小信号 等效电路中的电压、电流均用相量表示. ．
➢ 求放大电路动态指标 AV，Ri，Ro
1. 利用直流通路求 Q 点,求 rbe 直流通路
电压增益
Vi Ib(Rbrbe)
Ic Ib
V OIc(R c//R L)
A V
VO Vi
IIb c(R (R bc /rb /R )e L)IbI(b R b ( R crb /)e /R L)
(Rc //RL) 负号表示输出与输入反相
Rb rbe
输入电阻
Ri
Vi Ii
Rb rbe
一般有 Rb >> rbe
Ri
注意：输入电阻中不包括信号源内阻 Rs
输出电阻
0
Ro =
0
0
.
IT
信号源置零 〔vs= 0,保留
内阻Rs〕,保
. VT
留受控源 ,负载RL开路,
加压求流法.
Ro .
VT
.
= Rc
IT vs=0，RL=∞
CH4高频开关电源(续(1)
37
PWM控制器
• 用于PWM控制的集成控制芯片有很多，不同厂家生 产的芯片只要型号相同，其结构和基本性能相似。
• 芯片有单路输出，也有双路输出，用于逆变控制系 统的芯片需要相位相反的双路输出
✓TL494：
有两种可选方式的双路输出(OC)
✓SG3525
38
1.什么是传统机械按键设计？
传统的机械按键设计是需要手动按压按键触动PCBA上的 开关按键来实现功能的一种设计方式。
t
t1 t2
t
1，使用非线性元件，产生大量谐波电流
2，启动时产生浪涌冲击电流，是正常电流的数十倍
3，导通角小，形成窄脉冲电流，总谐波失真大
6
2，提高功率因数的主要方法
✓无源滤波器－无源功率因数校正PPFC：
一般采用无源器件L、C组成低通滤波器，将交流输入电流 进行相移、整形以提高功率因数。
•无源PFC的功率因数不是很高，只能达到0.7~0.8； •电路简单，但体积大（工频）
22
5，PFC集成控制电路
APFC技术已趋成熟，有多种APFC集成控制 电路芯片
Unitrode公司的 － UC3854:平均电流控制方式的Boost PFC控制 器 － UC3855:平均电流控制方式的ZVT Boost PFC 控制器
ST公司的L6561 －变频峰值电流控制方式的PFC控制器
23
17
➢采用恒频峰值电流控制技术的APFC
i1
u1
电流取样信号来自 功率管的漏极电流
控制iD的峰值
L
u2
VD
iD
C
Uo RL
电流检测 与变换
+
-
iREF X
驱动
机电传动控制ch4_4_15.4.3 电子教案
引言晶闸管：是一种只能控制导通、不能控制关断的半控型器件，使其构成的V-M系统性能受限制。
晶体管：属第二代全控型电力电子器件，其导通与关断完全可控。
采用全控型电力电子器件（GTO门极可关断晶闸管）、GTR（电力晶体管）、P-MOSFET（电力场效应管）、IGBT （绝缘栅极双极型晶体管）等组成的直流脉冲宽度调制型PWM）调速系统已发展成熟，并得到广泛的应用。
引言直流脉宽调压-调速系统的基本原理电路原理图任何一种电力电子开关器件直流电源电压续流二极管电压波形图平均输出电压开关周期VT导通时间引言直流脉宽调压-调速系统的基本原理电路原理图任何一种电力电子开关器件直流电源电压续流二极管电压波形图平均输出电压开关周期VT 导通时间ont U U U ρ==平均输出电压ont t f ρ==占空比开关频率引言PWM 系统与V-M 系统相比的主要优点电路原理图①主电路简单，功率元件少；②开关频率高，电流容易连续，谐波少，电机损耗和发热都较小；③低速性能好，稳速精度高，调速范围宽；④系统频带宽，快速响应性能好，动态抗干扰能力强；⑤主电路元件工作在开关状态，导通损耗小，装置效率高；⑥直流电源采用不控三相整流时，电网功率因数高。
4.4.1 PWM 变换器脉宽调制变换器的基本原理：将恒定的直流电源电压调制成频率一定、宽度可变的脉冲电压序列，从而改变平均输出电压的大小，以调节电机转速。
ond S S dt U U U U T ρρ==，改变，可调平均输出电压ρ4.4.1 PWM 变换器1．不可逆PWM 变换器1）简单电路，如图4-19VT 的脉宽调制控制脉冲电压开关管直流电源滤波电容续流二极管电动机电枢电压和电流波形4.4.1 PWM 变换器1．不可逆PWM 变换器工作原理：:()VT M ()a Sd U U i =⎧⎨+→→→-⎩gU d i SU 0a U =⎧⎨00on VT g t t U ≤<>当，，通0on VT g t t T U ≤<<当，，断d i di 简单电路，如图4-194.4.1 PWM 变换器1．不可逆PWM 变换器gU d i S U d i d i dU U γγρ==令：为电压系数，d ()i f t =⎧⎨瞬时值：电枢电流ond S on S S t U U t f U U T ρ===平均输出电压简单电路，如图4-19变ρ，调压调速4.4.1 PWM 变换器1．不可逆PWM 变换器gU d i S U d i di 简单电路，如图4-19①电压U d 的“极性”不可变，电机不能反转——称“不可逆”②电流i d 不能反向，——不能进行电气制动；电路特点：4.4.1 PWM变换器1．不可逆PWM变换器2）可制动的不可逆PWM变换器，如图4-20电路特点：①采用双管交替开关电路，使电方向可变，实现电气制动。
比例控制器CH4 比例控制器设计与制作
3）超调量 %
。根据定义式 % c(t p ) c() 100 % c() % e 1 2 100%
，将
tp
d
可见， % 仅与阻尼比 有关， 愈小，则 % 愈大。
代入并整理得
4）调节时间 ts 。由于 ts 的求取较为复杂，一般采用近似的求取方法，即以 c(t)
项目四 直流调速系统分析与调试
目录
4.1 工作任务 4.2 知识链接1---控制系统性能分析 4.3 知识链接2---控制系统分析调试方法 4.4 知识链接3---直流调速系统 4.5 知识链接4--MATLAB分析系统稳定 性 4.6 实践操作---直流调速系统分析与调试 4.7 知识拓展1---控制系统校正设计 4.8 知 识 拓 展 2--- 直 流 脉 宽 调 速 系 统 的
频率特性 G( j)的幅值频特 G( j) M() 描述了系统对不同频率的正弦输入量的衰
减（或放大）特性。频率特性 G( j) 的相频特性 G( j) () ，描述了系统对不同
频率的正弦输入量的滞后（超前）。两者综合起来反映了系统对不同频率信号的
响应特性。而这种特性又反映了自动控制系统的内在的动稳态性能。因此从研究
设计 二阶系统时，一般取
作为 最0.7佳07 阻尼比。这是因为此时不仅 小，而
ts 且 也并不% 大。 综上讨论，可以看出，欲使二阶系统具有满意的动态性能指标，必须选择合适
的阻尼比 和无阻尼自然振荡频率 n。提高 n ，可以提高二阶系统的响应速度。 增大 ，可以提高系统的平稳性，即降低超调量 ，但% 增大上升时间 tr 和峰
1）上升时间 tr 。根据定义，当时 t tr
，
。求得
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- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
第四章 控制电路
第一节 概述
开关变换系统的结构
Vo Vin
隔离驱动
PWM IC
电路框图
第四章 控制电路
Vr + Vf K 电压调节器 放大滤波
Vo
控制框图
第四章 控制电路
调制方式：
脉冲宽度调制 PWM－pulse width modulation
脉冲频率调制
PFM- pulse frequency modulation
CW1525/CW1527
15C25 13 11 VDD A
VREF VIH GND 3 SYNC 6 RT CT 5 7 DISCH COMP IN IN＋ 9 1 2
＋4V 基 准 ＋5V 4 振荡器输出 振荡器 双稳触发器 R PWM 锁存器 R 15C27 14 B
比较器
误差 放大 器
8
1525输出级
F .0n ＝1 C T 2.2nF ＝ C T 4.7nF ＝ C T 0 nF ＝1 C T 22 nF ＝ C T 47 nF ＝ C T 0 0nF ＝1 CT
t d /μs
RT/CT
4 CT
10 3 1 0 .3 1 2 .2 4 .7 1 0 2 2 4 7 1 00
RT /kΩ
30
Gro un d 5
常用的脉宽调制(PWM)型集成控制器由下图所示的几个部分组成。
基准 误差放大器 － ＋ 振荡器 UA ＋ － 脉宽调制比较器 波形图 UA 振荡器 触发器 Q A通道 B通道 推换输出电路 Q Q 触发器 Q A B
反馈信号
PWM集成控制器的组成和波形
电压型PWM集成控制器
16 15 12 欠压封锁 基准稳压器
1.8 fOSC (kHz ) RT (k) CT ( F )
在UC3844和UC3845中， 振荡器输出信号驱动双稳 态多谐振荡器， 从而输出双路驱动信号， 输出脉冲最 大占空比为50%， 因此振荡器的振荡频率应为所需开关 频率的两倍。 UC3842和UC3843最大占空比为100%， 振荡频率与开关电源的工作频率相同。 应当说明， 该
4.1.5 光耦合（Photocoupler/ Optocoupler）
光耦器件类型举例
普通光耦 TLP521
达林顿光耦 TIL113
高速数字光耦 6N137
驱动电路的隔离技术
特点：1. 参数设计简单 2. 输出端需要隔离驱动电源
3. 带宽/驱动功率有限
4.2 脉宽调制原理
PWM（Pulse Width Modulation）控制——脉冲宽度调制 技术，通过对一系列脉冲的宽度进行调制，来等效地获得所 需要波形（含形状和幅值） PWM控制器基本工作原理 随着微电子技术的发展， 各种各样的PWM型直流 变换器集成控制器不断出现， 因此开关稳压电源的元器 件数量大幅度地减少。 这不但使开关稳压电源的可靠性 提高， 而且还能简化开关稳压电源的设计计算， 使开 关稳压电源更便于生产和维护。
系列IC的最高振荡频率为500 kHz。
3) 电流取样与限流
电流取样电路如下图所示。 在正常工作情况下，
电流取样电阻RS两端的峰值电压， 由误差放大器的输 出电压VC控制。 流过RS的峰值电流为：
VC 1.4V iP K 3RS 式中， VC为控制电压， 也即误差放大器的输出电压
误差放大器 2R R Is 1 R 3 Rs C 5 COMP CURR ENT SENSE GND 1V 电流取样比较器
4.1.2 直接驱动电路
简单驱动
限流 放电 PWM 控制IC 限压
4.1.3 功率放大的驱动电路
互补式驱动（推挽）
Vc
PWM
控制IC
驱动电路的隔离技术 4.1.4 磁耦合-变压器隔离
特点:1.即可传递信号又可传递功率
2.频率越高,体积越小-适合高频应用 用于传送较低频信号时 —调制/解调
驱动电路隔离技术
13 11
＋6V 50 μA
VDD A
SOFT 8 START 10 SHUTDOWN
14
B
1527输出级
CW1525/CW1527内部结构框图
CW1525/CW1527系列集成PWM控制器
基准电压源
锯齿波
脉冲分配: A/B
振荡器
分相器
输出级
输出电 压采样
A B
误差放大器 软起动 封锁
比较器/锁存器
为了减小电流取样电阻RS的功耗， 也可采用电流互感 器取样电路。 电流取样放大器反相输入端的电压通常箝位在1 V。 该放大器的同相输入端(即电流取样输入端ISENSE )的电压 达到该门限值时， 开关电源将产生限流作用。 开关电源 变压器初级最大电流imax 由下式计算：
N 1V imax Rs
GROUND 5
9
Hale Waihona Puke RT/CT 47振荡器 OSC 误差放大器
VF B 2 COMP 1 CURRENT 3 SENSE
3 1 5
＋ －
电流取样比较器
图 UC3842/3/4/5内部结构框图
引脚排列及功能： 该系列IC采用DIL-8脚、 SOIC-8脚、 SOIC-14脚及 PLCC-20脚多种封装形式。 最常用的是DIL-8脚、 SOIC-8脚和SOIC-14脚封装， 该封装形式的引脚排列 如图所示。
(b )
(c)
外接驱动电路
5. 实际应用电路 由UC3844组成的25 W离线式开关稳压器实际电 路如图所示。
R1 5 Ω1 W VARO 2 20 VAC VM6 8 C1 2 50 μF 4 00 V R12 4 .7k 2W T1 VD6 （NOTE 2 ） USD94 5 C9 3 30 0 pF 6 00 V Np VD4 1 N3 6 13 VD3 1 N3 6 12 C4 4 7μF 2 5V C 10 N5 4 70 0 μF 1 0V VD7 UFS1 00 2 N1 2 C 12 2 20 0 μF 1 6V C 2 2013 0 μF 1 6V L1 (NOTE 2 ) C 11 4 70 0 μF 1 0V ＋5 V
八脚封装的各引脚功能如下： 1 脚COMP： 误差放大器补偿脚。 该脚与误差放大 器反相输入端VFB 之间应接入RC补偿网路， 以改 善误差放大器的性能。 2 脚VFB ： 误差放大器反相输入脚。 反馈电压接入 该脚， 与误差放大器同相输入端的基准电压比较， 以便设定误差电压。 3 脚ISENSE ： 电流取样比较器同相输入端。 电流取 样电阻两端的压降加到该脚， 与加到该放大器反相 输入端的误差电压(最大值为1 V)比较， 确定输出驱 动脉冲的占空比。 4 脚RT/CT： 外接振荡器定时电阻RT和定时电容CT。 该脚与基准电压输出脚VREF 之间接入RT。 该脚 与接地脚之间接入CT。 5 脚GROUND： 接地脚。
Rf Cf 2 Rd － E/A ＋ 2 .5 0V 1 Uc
Uo
Ri
误差放大器基本电路
5) 推拉输出级 该系列IC的推拉输出级驱动MOSFET时， 峰值 电流可达±1 A。 驱动双极型功率晶体管时， 平均电 流可达±200 mA。 器件内部输出晶体管之间交越导 通很小。 输入电压为30 V， 工作频率为200 kHz时， 平均附加功耗只有80 mW。
基本工作原理： 1) 欠压封锁电路 欠压封锁电路可以确保该系列IC具有适当的工作电 压。 带滞后的欠压封锁电路及工作特性如图所示。
VCC
7
控制IC输出接通 和关断 ICC UC 38 4 2 UC 38 4 4 VO N VO FF 1 6V 1 0V UC 38 4 3 UC 38 4 5 8 .4 V 7 .6 V ＜1 7mA
DIL-8,SOIC-8 封装 SOIC-1 4 封装 COMP 1 COMP 1 VF B 2 IS EN S E 3 RT/CT 4 8 VREF 7 VCC 6 OUTPUT 5 GROUND N/C 2 VF B 3 N/C 4 IS EN S E 5 N/C 6 RT/CT 7 1 4 VREF 1 3 N/C 1 2 VCC 1 1 VC 10 1 OUTPUT 9 GROUND 8 PWR GND
电流型PWM集成控制器UC3842/3/4/5应用 UC3842/3/4/5系列电流型PWM控制器内部包括带滞 后的欠压封锁电路(UVLO)、 振荡器(OSC)、 误差放大 器、 电流取样比较器、 PWM锁存器和推拉输出电路等，
如下图所示。
VCC 7
12 3 4V UVLO S/R 2 .5 0V VREF 正常逻辑 T 2R R 1V S R 5V 基准 内部偏压 8 14 VREF 5 .0 V 5 0mA 7 11 VC 6 10 输出 PWM 锁存器 5 8 功率接地
SG1525/SG1527内部结构框图
CW1525的组成部分及其功能
1. 基准电压源
2. 振荡器----外加RC、产生锯齿波（调制波）；
外同步（频率高的去同步频率低的）
无外同步信号时
CT
CT
有外同步信号时
SYNC
CW1525的组成部分及其功能
3. 误差放大器：运算放大器，用于构成电压调节器 4. PWM比较器及锁存器 (及软起动,关闭) 5. 分相器：将PWM脉冲交替分配给输出端A和B 6. 欠压封锁 7. 输出级：驱动。并形成死区及输出封锁
•
PWM集成控制器通常分为电压型控制器和电流型 控制器两种。 电压型控制器只有电压反馈控制， 可满 足稳定输出电压的要求， 电流型控制器增加了电流反 馈控制， 除了稳定输出电压外， 还有以下优点： • (1) 当流过开关管的电流达到给定值时， 开关管自 动关断， 因此可实现逐周限流。 • (2) 自动消除工频输入电压经整流后的纹波电压， 在开关电源输出端， 300 Hz以下的纹波电压很低， 因 此可减小输出滤波电容的容量。 • (3) 多台开关电源并联工作时， PWM开关控制器 具有内在的均流能力。 • (4) 具有更快的负载动态响应。
第一节 概述
开关变换系统的结构
Vo Vin
隔离驱动
PWM IC
电路框图
第四章 控制电路
Vr + Vf K 电压调节器 放大滤波
Vo
控制框图
第四章 控制电路
调制方式：
脉冲宽度调制 PWM－pulse width modulation
脉冲频率调制
PFM- pulse frequency modulation
CW1525/CW1527
15C25 13 11 VDD A
VREF VIH GND 3 SYNC 6 RT CT 5 7 DISCH COMP IN IN＋ 9 1 2
＋4V 基 准 ＋5V 4 振荡器输出 振荡器 双稳触发器 R PWM 锁存器 R 15C27 14 B
比较器
误差 放大 器
8
1525输出级
F .0n ＝1 C T 2.2nF ＝ C T 4.7nF ＝ C T 0 nF ＝1 C T 22 nF ＝ C T 47 nF ＝ C T 0 0nF ＝1 CT
t d /μs
RT/CT
4 CT
10 3 1 0 .3 1 2 .2 4 .7 1 0 2 2 4 7 1 00
RT /kΩ
30
Gro un d 5
常用的脉宽调制(PWM)型集成控制器由下图所示的几个部分组成。
基准 误差放大器 － ＋ 振荡器 UA ＋ － 脉宽调制比较器 波形图 UA 振荡器 触发器 Q A通道 B通道 推换输出电路 Q Q 触发器 Q A B
反馈信号
PWM集成控制器的组成和波形
电压型PWM集成控制器
16 15 12 欠压封锁 基准稳压器
1.8 fOSC (kHz ) RT (k) CT ( F )
在UC3844和UC3845中， 振荡器输出信号驱动双稳 态多谐振荡器， 从而输出双路驱动信号， 输出脉冲最 大占空比为50%， 因此振荡器的振荡频率应为所需开关 频率的两倍。 UC3842和UC3843最大占空比为100%， 振荡频率与开关电源的工作频率相同。 应当说明， 该
4.1.5 光耦合（Photocoupler/ Optocoupler）
光耦器件类型举例
普通光耦 TLP521
达林顿光耦 TIL113
高速数字光耦 6N137
驱动电路的隔离技术
特点：1. 参数设计简单 2. 输出端需要隔离驱动电源
3. 带宽/驱动功率有限
4.2 脉宽调制原理
PWM（Pulse Width Modulation）控制——脉冲宽度调制 技术，通过对一系列脉冲的宽度进行调制，来等效地获得所 需要波形（含形状和幅值） PWM控制器基本工作原理 随着微电子技术的发展， 各种各样的PWM型直流 变换器集成控制器不断出现， 因此开关稳压电源的元器 件数量大幅度地减少。 这不但使开关稳压电源的可靠性 提高， 而且还能简化开关稳压电源的设计计算， 使开 关稳压电源更便于生产和维护。
系列IC的最高振荡频率为500 kHz。
3) 电流取样与限流
电流取样电路如下图所示。 在正常工作情况下，
电流取样电阻RS两端的峰值电压， 由误差放大器的输 出电压VC控制。 流过RS的峰值电流为：
VC 1.4V iP K 3RS 式中， VC为控制电压， 也即误差放大器的输出电压
误差放大器 2R R Is 1 R 3 Rs C 5 COMP CURR ENT SENSE GND 1V 电流取样比较器
4.1.2 直接驱动电路
简单驱动
限流 放电 PWM 控制IC 限压
4.1.3 功率放大的驱动电路
互补式驱动（推挽）
Vc
PWM
控制IC
驱动电路的隔离技术 4.1.4 磁耦合-变压器隔离
特点:1.即可传递信号又可传递功率
2.频率越高,体积越小-适合高频应用 用于传送较低频信号时 —调制/解调
驱动电路隔离技术
13 11
＋6V 50 μA
VDD A
SOFT 8 START 10 SHUTDOWN
14
B
1527输出级
CW1525/CW1527内部结构框图
CW1525/CW1527系列集成PWM控制器
基准电压源
锯齿波
脉冲分配: A/B
振荡器
分相器
输出级
输出电 压采样
A B
误差放大器 软起动 封锁
比较器/锁存器
为了减小电流取样电阻RS的功耗， 也可采用电流互感 器取样电路。 电流取样放大器反相输入端的电压通常箝位在1 V。 该放大器的同相输入端(即电流取样输入端ISENSE )的电压 达到该门限值时， 开关电源将产生限流作用。 开关电源 变压器初级最大电流imax 由下式计算：
N 1V imax Rs
GROUND 5
9
Hale Waihona Puke RT/CT 47振荡器 OSC 误差放大器
VF B 2 COMP 1 CURRENT 3 SENSE
3 1 5
＋ －
电流取样比较器
图 UC3842/3/4/5内部结构框图
引脚排列及功能： 该系列IC采用DIL-8脚、 SOIC-8脚、 SOIC-14脚及 PLCC-20脚多种封装形式。 最常用的是DIL-8脚、 SOIC-8脚和SOIC-14脚封装， 该封装形式的引脚排列 如图所示。
(b )
(c)
外接驱动电路
5. 实际应用电路 由UC3844组成的25 W离线式开关稳压器实际电 路如图所示。
R1 5 Ω1 W VARO 2 20 VAC VM6 8 C1 2 50 μF 4 00 V R12 4 .7k 2W T1 VD6 （NOTE 2 ） USD94 5 C9 3 30 0 pF 6 00 V Np VD4 1 N3 6 13 VD3 1 N3 6 12 C4 4 7μF 2 5V C 10 N5 4 70 0 μF 1 0V VD7 UFS1 00 2 N1 2 C 12 2 20 0 μF 1 6V C 2 2013 0 μF 1 6V L1 (NOTE 2 ) C 11 4 70 0 μF 1 0V ＋5 V
八脚封装的各引脚功能如下： 1 脚COMP： 误差放大器补偿脚。 该脚与误差放大 器反相输入端VFB 之间应接入RC补偿网路， 以改 善误差放大器的性能。 2 脚VFB ： 误差放大器反相输入脚。 反馈电压接入 该脚， 与误差放大器同相输入端的基准电压比较， 以便设定误差电压。 3 脚ISENSE ： 电流取样比较器同相输入端。 电流取 样电阻两端的压降加到该脚， 与加到该放大器反相 输入端的误差电压(最大值为1 V)比较， 确定输出驱 动脉冲的占空比。 4 脚RT/CT： 外接振荡器定时电阻RT和定时电容CT。 该脚与基准电压输出脚VREF 之间接入RT。 该脚 与接地脚之间接入CT。 5 脚GROUND： 接地脚。
Rf Cf 2 Rd － E/A ＋ 2 .5 0V 1 Uc
Uo
Ri
误差放大器基本电路
5) 推拉输出级 该系列IC的推拉输出级驱动MOSFET时， 峰值 电流可达±1 A。 驱动双极型功率晶体管时， 平均电 流可达±200 mA。 器件内部输出晶体管之间交越导 通很小。 输入电压为30 V， 工作频率为200 kHz时， 平均附加功耗只有80 mW。
基本工作原理： 1) 欠压封锁电路 欠压封锁电路可以确保该系列IC具有适当的工作电 压。 带滞后的欠压封锁电路及工作特性如图所示。
VCC
7
控制IC输出接通 和关断 ICC UC 38 4 2 UC 38 4 4 VO N VO FF 1 6V 1 0V UC 38 4 3 UC 38 4 5 8 .4 V 7 .6 V ＜1 7mA
DIL-8,SOIC-8 封装 SOIC-1 4 封装 COMP 1 COMP 1 VF B 2 IS EN S E 3 RT/CT 4 8 VREF 7 VCC 6 OUTPUT 5 GROUND N/C 2 VF B 3 N/C 4 IS EN S E 5 N/C 6 RT/CT 7 1 4 VREF 1 3 N/C 1 2 VCC 1 1 VC 10 1 OUTPUT 9 GROUND 8 PWR GND
电流型PWM集成控制器UC3842/3/4/5应用 UC3842/3/4/5系列电流型PWM控制器内部包括带滞 后的欠压封锁电路(UVLO)、 振荡器(OSC)、 误差放大 器、 电流取样比较器、 PWM锁存器和推拉输出电路等，
如下图所示。
VCC 7
12 3 4V UVLO S/R 2 .5 0V VREF 正常逻辑 T 2R R 1V S R 5V 基准 内部偏压 8 14 VREF 5 .0 V 5 0mA 7 11 VC 6 10 输出 PWM 锁存器 5 8 功率接地
SG1525/SG1527内部结构框图
CW1525的组成部分及其功能
1. 基准电压源
2. 振荡器----外加RC、产生锯齿波（调制波）；
外同步（频率高的去同步频率低的）
无外同步信号时
CT
CT
有外同步信号时
SYNC
CW1525的组成部分及其功能
3. 误差放大器：运算放大器，用于构成电压调节器 4. PWM比较器及锁存器 (及软起动,关闭) 5. 分相器：将PWM脉冲交替分配给输出端A和B 6. 欠压封锁 7. 输出级：驱动。并形成死区及输出封锁
•
PWM集成控制器通常分为电压型控制器和电流型 控制器两种。 电压型控制器只有电压反馈控制， 可满 足稳定输出电压的要求， 电流型控制器增加了电流反 馈控制， 除了稳定输出电压外， 还有以下优点： • (1) 当流过开关管的电流达到给定值时， 开关管自 动关断， 因此可实现逐周限流。 • (2) 自动消除工频输入电压经整流后的纹波电压， 在开关电源输出端， 300 Hz以下的纹波电压很低， 因 此可减小输出滤波电容的容量。 • (3) 多台开关电源并联工作时， PWM开关控制器 具有内在的均流能力。 • (4) 具有更快的负载动态响应。