鋁合金特種工藝專(zhuān)用脈沖電源的研制
英飛凌汽車(chē)電子生態(tài)圈
掃碼關(guān)注
獲取最新最全汽車(chē)電子
技術(shù)方案與實(shí)用技巧
3 電源硬件設計
3．1 主電路設計及動(dòng)態(tài)分析
圖2示出主電路拓撲結構。三相工頻交流電經(jīng)過(guò)濾波器、智能模塊進(jìn)行三相可控整流，得到所需直流輸出。為了使正、負脈沖個(gè)數可任意調節，逆變電路由兩個(gè)半橋ICBT模塊組成一個(gè)全橋逆變回路，而兩個(gè)半橋臂的上臂所接入的電壓則分別是兩個(gè)智能整流模塊的直流輸出電壓。本文引用地址：http://dyxdggzs.com/article/175718.htm
后級逆變電路的PWM斬波所采用的兩個(gè)IGBT半橋參數完全相同，IGBT的驅動(dòng)信號具有100 ns范圍內的延時(shí)。主回路合閘通過(guò)電氣自鎖電路實(shí)現，合閘后對大電容進(jìn)行快速充電，DSP控制電路通過(guò)采樣以及邏輯判斷后輸出PWM脈沖驅動(dòng)信號，實(shí)現IGBT斬波。
電源的負載為大面積鋁合金板塊，等效為電阻幾乎為零的一個(gè)模型，故在負載端串聯(lián)了一個(gè)1 Ω的大功率繞線(xiàn)電阻。為了防止裝置負載短路，DSP輸出控制信號必須與反饋經(jīng)過(guò)相應的邏輯運算，才能最后輸出PWM驅動(dòng)IGBT。為能更好地分析主電路電流動(dòng)態(tài)過(guò)程，將晶閘管與大電容等效為一個(gè)恒定電源，電路中LC濾波、PWM斬波、鋁合金負載可表示為圖3所示簡(jiǎn)易模型。
當S導通時(shí)，Ldi／dt=u1-uC，CduC／dt=i-uC／R；當S斷開(kāi)時(shí)，Ldi／dt=u1-uC，CduC／dt=i。根據狀態(tài)空間中的平均原則，得到狀態(tài)方程：
由上述動(dòng)態(tài)分析得知，系統輸出主要由兩部分決定，一部分是輸入電壓擾動(dòng)U1(s)，一部分是占空比擾動(dòng)K(s)。根據式(5)可得U1(s)和K(s)信號的傳遞函數分別為：
3．2 DSP控制系統設計
鋁合金時(shí)特種工藝數字脈沖電源的控制系統中，控制核心為T(mén)MS320F2809型DSP芯片，系統的控制方式為恒流或恒壓，采用電流、電壓霍爾傳感器采樣得到電流、電壓反饋信號，經(jīng)調理電路后進(jìn)行A／D采樣。采用熱電阻及溫度隔離變送器得到鋁合金溫度信號，同樣經(jīng)調理后送入DSP進(jìn)行采樣。反饋信號與設置的信號進(jìn)行PID運算，得到相應的輸出，經(jīng)過(guò)IGBT驅動(dòng)電路向主電路發(fā)送PWM信號。電流、電壓、溫度等反饋信號都進(jìn)入故障綜合電路，當出現過(guò)流等故障時(shí)可進(jìn)行硬件及軟件保護，切斷主回路，提高電路的實(shí)時(shí)性能。主控電路有良好的人機界面，能夠實(shí)現電壓、電流、頻率、占空比、溫度等信號的修改與顯示，并能每隔一段時(shí)間進(jìn)行相關(guān)參數的保存，以備調用查看。
評論