MATLAB双极式直流PWM可逆调速系统+power system模型库(12)
由SG3524构成的基本电路如图4.3.2所示，由15脚输入+15V电压，用于产生+5V基准电压。9脚是误差放大器的输出端，在1、9引脚之间接入外部阻容元件构成PI调节器，可提高稳态精度。12、13引脚通过电阻与+15V电压源相连，供内部晶体管工作，由电流调节器输出的控制电压作为2引脚输入，通过其电压大小调节11、14引脚的输出脉冲宽度，实现脉宽调制变换器的功能实现。
图4.3.2 SG4532管脚构成的电路图
SG3524的基准源属于常规的串联式线性直流稳压电源,它向集成块内部的斜波发生器、PWM比较器、T型触发器等以及通过16脚向外均提供+5V的工作电压和基准电压,振荡器先产生0.6V-3.5V的连续不对称锯齿波电压Vj,再变换成矩形波电压,送至触发器、或非门,并由3脚输出。振荡器频率由SG3524的6脚、7脚外接电容器CT和外接电阻器RT决定,其值为:f=1.15/RTCT。考虑到对CT的充电电流为(1.2-3.6/RT 一般为30μA-2mA),因此RT的取值范围为1.8kΩ~100kΩ,CT为0.001μF~0.1μF,其最高振荡频率为300kHz。 开关电源输出电压经取样后接至误差放大器的反相输入端,与同相端的基准电压进行比较后,产生误差电压Vr,送至PWM比较器的一个输入端,另一个则接锯齿波电压,由此可控制PWM比较器输出的脉宽调制信号。
4.4 驱动电路
IGBT驱动采用了集成芯片IR2110，IR2110采用14端DIP封装，引出端排列如图4.4.1所示。
图4.4.1 IR2110管脚图
它的各引脚功能如下：
脚1（LO）是低端通道输出；
脚2（COM）是公共端；
脚3（Vss）是低端固定电源电压；
脚5（Us）是高端浮置电源偏移电压；
脚6(UB)是高端浮置电源电压；
脚7（HO）是高端输出；
脚9（VDD）是逻辑电路电源电压；
脚10（HIN）、脚11（SD）、脚12（LIN）均是逻辑输入；
脚13（Vss）是逻辑电路地电位端外加电源电压，其值可以为0V；
脚4、脚8、脚14均为空端。
IGBT驱动电路如图4.4.2所示。IR2110采用HVIC和闩锁抗干扰CMOS工艺制作，具有独立的高端和低端输出通道；逻辑输入与标准的CMOS输出兼容；浮置电源采用自举电路，其工作电压可达500V，du/dt=±50V/ns，在15V下的静态功耗仅有1.6mW；输出的栅极驱动电压范围为10～20V，逻辑电源电压范围为5～15V，逻辑电源地电压偏移范围为－5V～＋5V。IR2110采用CMOS施密特触发输入，两路具有滞后欠压锁定。推挽式驱动输出峰值电流≥2A，负载为1000pF时，开关时间典型值为25ns。两路匹配传输导通延时为120ns，关断延时为94ns。IR2110的脚10可以承受2A的反向电流。
图4.4.2 IGBT驱动电路
4.5转速及电流检测电路
转速检测电路如图4.5.1。与电动机同轴安装一台测速发电机，从而引出与被调量转速成正比的负反馈电压 ，与给定电压 相比较后，得到转速偏差电压 输送给转速调节器。测速发电机的输出电压不仅表示转速的大小，还包含转速的方向，测速电路如图4.5.1所示，通过调节电位器即可改变转速反馈系数。
图4.5.1 转速检测电路
5． 仿真模型建立
5.1 H型主电路的仿真
直流PWM-M调速系统的主电路组成如图5.1.1所示，主电路由4个电力场效应晶体管VT1~4和4个续流二极管VD1~4成H型连接组成。当VT1和VT4导通时，有正向电流i1通过电动机M，电动机正转；当VT2和VT3导通时，有反向电流i2通过电动机M，电动机反转。VT1~4的驱动信号的调制原理如图5.1.2所示，在三角波与控制信号uct相交时，分别产生驱动信号ub1、ub4和ub2、ub3。
图5.1.1 直流PWM-M系统主电路
图5.1.2 直流PWM调制