实验五 全桥DC-DC变换电路实验V2.1版6

实验四 全桥DC/DC 变换电路实验
一、实验目的
了解全桥DC-DC 变换的工作原理。

二、实验所需挂件及附件
三、实验线路及原理 (1)PWM 的生成原理
PWM 调制器用于产生一路PWM 脉冲波,它是由专用芯片TL494产生，其内部原理图如图4-6所示：
图4-6 TL494的内部原理图
在本实验中，PWM调制器线路如图4-7所示：
图4-7 PWM波形发生器外围接线图
上图中只利用了TL494的一组输出脉冲。

只要控制TL494的输入端即“1”脚输入一电平,即可以在输出端“8”脚得到占空比可调的PWM脉冲,其脉冲的频率为5.7KHz。

(2)H桥逆变电路结构原理
H桥DC/DC逆变电路的结构如图4-8所示。

图4-8 H桥DC/DC变换系统实验图
本实验系统的主电路采用单极性PWM控制方式，其中主电路由四个IGBT 管构成H桥，G1～G4分别由PWM产生电路产生后经过驱动电路放大，再送到IGBT相应的栅极，用以控制IGBT管的通断。

单极性的控制方式是这样进行控制的：在图4-8中，左边两个管子的驱动脉冲U G1=-U G2，使VT1和VT2交替导通；而右边两管VT3、VT4因电机的转向施加不同的直流控制信号。

在输出正电压时，V G4恒为正，V G3恒为负，使VT3常通，VT4截止；在输出负电压时，VT3截止而VT4常通。

四个快恢复二极管VD1～VD4用于逆变电路的续流。

四、实验内容
TL494及驱动电路触发脉冲的观测。

五、思考题
(1)在驱动脉冲形成过程中，为什么要加逻辑延时（死区），延时过长会影响那些指标？
(2)H桥变换器的单极式工作模式与双极式工作模式相比有哪些特点？
六、实验方法
(1)输出正负电压时H桥开关器件控制波形的观测：
按系统原理图4-8连接线路。

此时测速发电机输出暂不接入控制系统中。

电流反馈量电位器调至零，使系统处于开环状态。

接通直流电源Us。

用示波器观测TL494输出的PWM脉冲，通过调节给定电压调节电位器，使输出脉冲占空比为 =100%，用万用表测量此时的U c=U cmax，并记录之。

调节U g至占空比约50%，用双踪示波器同时观测面板上驱动正脉冲G1-E1与负脉冲G2-E2的输出信号，适当调节示波器扫描时间使脉冲上升、下降沿关系清晰，并记录之。

给定电压U g由最小值0逐渐上调使U c逐渐上升至U cmax，将此过程中G1-E1、G2-E2、G3-E3、G4-E4的占空比变化过程填入下表：
为了在实验中用双踪示波器测量G1～G4的波形而不造成短路现象，因此G1～G4的波形是在光耦隔离器的输入端取出的，它只反映波形的占空比随输入控制电平及正反转控制的变化，并不能代表送到IGBT管的栅极的实际波形。

本实验中，G1，G2的波形是通过射极跟随输出的，它的峰值约为4.4V，而送到IGBT管的实际驱动波形的峰值为15V。

(2)电枢回路电流波形的观测：
重复步骤1。

示波器探头接R两端，闭合直流电源。

将U g逐渐调至U c=U cmax，调节负载电阻R G使I d约为0.8A，慢慢减少U g 的值,观测电动机电枢回路电流I d的变化，选典型波形记录之.
七、实验报告
(1)按照实验步骤记录的波形描述导通臂与关断臂切断状态时的控制逻辑原则。

(2)记录输出电压波形及电流波形。