PWM 转换器基本工作原理及简介

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PWM 转换器基本工作原理及简介

PWM变换器的工作原理如图所示。由于开关工作频率的提高，滤波电感L，变压器T等磁性元件以及滤波电容C等都可以小型化。

桥式可逆PWM变换器

可逆PWM变换器主电路有多种形式，较常用的是桥式（亦称H型）电路，如图3—5所示。

图一桥式可逆PWM变换器双极式控制可逆PWM变换器的4个驱动电压波形如图3—6所示。

PWM 转换器基本工作原理及简介、桥式可逆PWM变换器

图二双极式控制可逆PWM变换器的驱动电压、输出电压和电流波形

它们之间的关系是：Ug1=Ug4=-Ug2=-Ug3。在一个开关周期内，当0≤t<ton时，Uab= Us，电枢电流id沿回路1流通；当ton≤t<T时，驱动电压反相，id沿回路2经二极管续流，Uab=-Us。因此，Uab在一个周期内具有正负相间的脉冲波形，这是双极式名称的由来。
图二也绘出了双极式控制时的输出电压和电流波形。1dI相当于一般负载的情况，脉动电流的方向始终为正；2dI相当于轻载情况，电流可在正负方向之间脉动，但平均值仍为正，等于负载电流。电动机的正反转则体现在驱动电压正、负脉冲的宽度上。当正脉冲较宽时，ton>T/2,则Uab的平均值为正，电动机正转，反之，则反转；如果正、负脉冲相等，t=T/2,平均输出电压为零，则电动机停止。图3—6所示的波形是电动机正转时的情况。
双极式控制可逆PWM变换器的输出平均电压为：
PWM 转换器基本工作原理图

若占空比ρ和电压系数γ的定义与不可逆变换器相同，则在双极式是可逆变换器中：γ=2ρ-1就和不可逆变换器中的关系不一样了。调速时，ρ的可调范围为0~1，相应的，γ=（-1）~（+1）。当ρ>1/2时，γ为正，电动机正转；当ρ<1/2时，γ为负，电动机反转；当ρ=1/2时，γ=0，电动机停止。但电动机停止时电枢电压并不等于零，而是正负脉宽相等的交变脉冲电压，因而，电流也是交变的。这个交变电流的平均值为零，不产生平均转矩，徒然增大电动机的损耗，这是双极式控制的缺点。但它也有好处，在电动机停止时仍有高频微振电流，从而消除了正、反向时的静摩擦死区，起着所谓“动力润滑”的作用。
双极式控制的桥式可逆PWM变换器有下列优点：
1) 电流一定连续；
2) 可使电动机在四象限运行；
3) 电动机停止时有微振电流，能消除静摩擦死区；
4) 低速平稳性好，系统的调速范围可达1：20000左右；
5) 低速时，每个开关器件的驱动脉冲仍较宽，有利于保证器件的可靠导通。

12V雷竞技的下载方式双极式控制方式的不足之处是：在工作过程中，4个开关器件可能都处于开关状态，开关损耗大，而且在切换时可能发生上、下桥臂直通的事故，为了防止直通，在上、下桥臂的驱动脉冲之间，应设置逻辑延时。为了克服上述缺点，可采用单极式控制，使部分器件处于常通或常断状态，以减少开关次数和开关损耗，提高可靠性，但系统的静、动态性能会略有降低.

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| 发布时间：2017.09.15 来源：电源网

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