1、2設計內(nèi)容：1）主電路的設計，器件的選型。包括含整流變壓器在內(nèi)的整流電路設計和H橋可逆斬波電路的設計(要求采用IPM作為DC/DC變換的主電路，型號為PS21564)。2）PWM控制電路的設計（指以SG3525為核心的脈寬調(diào)節(jié)電路）。3）IPM接口電路設計（包括上下橋臂元件的開通延遲，及上橋臂驅(qū)動電源的自舉電路）。4）DC15V 控制電源的設計（采用LM2575系列開關穩(wěn)壓集成電路，直接從主電路的直流母線電壓經(jīng)穩(wěn)壓獲得）。2 主電路設計說明1簡要概述二極管整流橋把輸入的交流電變?yōu)橹绷麟?。四只功率器件?gòu)成H橋，根據(jù)脈沖占空比的不同，在直流電機上可得到或的直流電壓。主電路原理圖2設計說明1）整流部

2、分采用4個二極管集成在一起的整流橋模塊。2）斬波部分H橋不采用分立元件，而是選用IPM（智能功率模塊）PS21564來實現(xiàn)。該模塊的主電路為三相逆變橋，在本設計中只采用其中U、V兩相即可。（針對本設計的特點，即小功率直流PWM調(diào)速，在實際工程中，一般采用P. MOSFET構(gòu)成H橋，本設計中為了讓大家了解和掌握IPM的特點和使用方法，所以指定采用PS21564作為主電路）3）在主電路設計中，應根據(jù)負載的要求，計算出整流部分的交流側(cè)輸入電壓和電流，作為設計整流變壓器、選擇整流橋和濾波電容的依據(jù)。該電路的整流輸出電壓較低，所以在計算變壓器副邊電壓時應考慮在電流到達負載之前，整流橋和逆變橋中功率器件的

3、通態(tài)壓降。4）在本實習過程中，因為主電路是已經(jīng)設計好的，所以我們只需要了解明白主電路中的各部分電路及芯片的功能，然后設計控制電路，并將其與主電路相連接。3 控制電路設計說明1. 簡要概述SG3525的13腳輸出占空比可調(diào)（通過改變2腳電壓）的脈沖波形（占空比調(diào)節(jié)范圍不小于0.10.9），同時頻率可通過充放電時間的不同而改變。經(jīng)過RC移相后，輸出兩組互為倒相，死區(qū)時間為5S左右的脈沖，經(jīng)過光耦隔離后，分別驅(qū)動四只功率器件，其中V1、V4驅(qū)動信號相同，V2、V3驅(qū)動信號相同?？刂齐娐分械乃胁糠侄夹枰M行設計、焊裝和調(diào)試，因此控制電路是本生產(chǎn)實習中的核心內(nèi)容。2設計說明1）在設計SG3525外圍電

4、路時，我們采用該集成芯片的DIP封裝形式。脈沖的頻率定為5KHz（是根據(jù)IPM中IGBT的開關速度而確定的），設定頻率的電阻可采用電位器，以便于調(diào)試。由于SG3525輸出的兩路脈沖是互補形式，在本設計中其輸出并聯(lián)使用（即11，14管腳短接，從13管腳通過外部上拉電阻輸出V1、V4驅(qū)動脈沖，利用后續(xù)門電路反相后再驅(qū)動V2、V3），以達到01.0的占空比調(diào)整范圍。3525典型應用電路2）為防止同一橋臂，上下兩管在驅(qū)動信號翻轉(zhuǎn)時出現(xiàn)瞬時直通現(xiàn)象，我們設計了兩路驅(qū)動信號的開通延時電路。即利用RC移相電路后，為每路驅(qū)動信號產(chǎn)生5S左右的開通延時。這部分電路中的門電路采用6反向器74LS04；移相環(huán)節(jié)中的

5、R和C的取值，應根據(jù)5S的延遲時間來計算，其中R可采用電位器，以便于調(diào)試。注：指定移相電路中C的取值為0.01F。3）IPM中集成了功率器件的驅(qū)動電路，因此在控制電路中不需要設計驅(qū)動電路；而且為了簡化設計，隔離環(huán)節(jié)也取消。IPM模塊控制部分的接口信號中除了H橋中4個器件的驅(qū)動信號外，還應提供集成在IPM內(nèi)部的4個器件的驅(qū)動電路的供電電源，為了簡化設計，上橋臂兩個器件，即V1和V3的驅(qū)動電源采用單電源的自舉式供電，詳細設計可參考IPM的設計手冊。這樣整個模塊的控制部分只采用1個15V電源供電即可，而不必采用3路獨立的電源，簡化了設計。4）應設計一個DC15V的控制電源，為SG3525及IPM模塊

6、的驅(qū)動電路供電。為了減小損耗，采用LM2575TADJ系列開關穩(wěn)壓集成電路，將主電路的直流母線電壓作為輸入，通過電位器的調(diào)節(jié)，經(jīng)穩(wěn)壓后獲得15V的直流電源?？刂齐娐肥疽鈭D4 調(diào)試結(jié)果及討論1. 調(diào)試步驟1全面檢測電路板及元器件,確定無短路后,接通電源。2只將控制板的J3接口與主電路板相連，J6和J7均不連接。再將LM2575T插在電路板的對應插座上。在模擬盒上斷開S2開關，閉合S1開關，控制板將通過J3接口獲得直流母線電壓。然后調(diào)節(jié)穩(wěn)壓電路中的電位器，使用示波器觀察控制電路輸出電壓PWM OUT的變化情況，其正確波形應為一個矩形波。3接下來調(diào)試脈寬調(diào)制信號發(fā)生電路。首先將SG3525插在電路板的對應插座上。在模擬盒上斷開S2開關，閉合S1開關，給控制板上電。然后調(diào)節(jié)相應電位器，獲得頻率為5KHz，占空比可在01之間調(diào)節(jié)的脈寬調(diào)制信號。4測試IPM中上橋臂驅(qū)動電源的自舉電路。將控制板的J6和J7接口與主電路板相連。在模擬盒上斷開S2開關，閉合S1開關，給控制板上電。測量通過自舉電路提供的上橋臂驅(qū)動電源是否正常。5.上述單元電路均調(diào)試通過后，在模擬盒上斷開S2開關，閉合S1開關，給控制板上電。將驅(qū)動信號的占空比調(diào)整到50附近。閉合S2開關，接通H橋的直流電源，測試電機的端電壓，判斷是否與設想的情況復合。若一切正常，則調(diào)節(jié)占空比，使電