双闭环可逆直流脉宽调速系统.doc

实验一 双闭环可逆直流脉宽调速系统一实验目的1掌握双闭环可逆直流脉宽调速系统的组成、原理及各主要单元部件的工作原理。2熟悉直流PWM专用集成电路SG3525的组成、功能与工作原理。3熟悉H型PWM变换器的各种控制方式的原理与特点。4掌握双闭环可逆直流脉宽调速系统的调试步骤、方法及参数的整定。二实验内容1PWM控制器SG3525性能测试。2控制单元调试。3系统开环调试。4系统闭环调试5系统稳态、动态特性测试。6H型PWM变换器不同控制方式时的性能测试。三实验系统的组成和工作原理TAU-UiASRACRUPWDLDGDPWMFAGMTGM 图610 双闭环脉宽调速系统的原理图在中小容量的直流传动系统中，采用自关断器件的脉宽调速系统比相控系统具有更多的优越性，因而日益得到广泛应用。双闭环脉宽调速系统的原理框图如图610所示。图中可逆PWM变换器主电路系采用MOSFET所构成的H型结构形式，UPW为脉宽调制器，DLD为逻辑延时环节，GD为MOS管的栅极驱动电路，FA为瞬时动作的过流保护。脉宽调制器UPW采用美国硅通用公司（Silicon General）的第二代产品SG3525，这是一种性能优良，功能全、通用性强的单片集成PWM控制器。由于它简单、可靠及使用方便灵活，大大简化了脉宽调制器的设计及调试，故获得广泛使用。四实验设备及仪器1MCL系列教学实验台主控制屏。2MCL18组件（适合MCL)或MCL31组件（适合MCL）。3MCL10组件或MCL10A组件。4MEL-11挂箱5MEL03三相可调电阻（或自配滑线变阻器）。6电机导轨及测速发电机、直流发电机M01（或电机导轨及测功机、MEL13组件。7直流电动机M03。8双踪示波器。五注意事项1直流电动机工作前，必须先加上直流激磁。2接入ASR构成转速负反馈时，为了防止振荡，可预先把ASR的RP3电位器逆时针旋到底，使调节器放大倍数最小，同时，ASR的“5”、“6”端接入可调电容（预置7F）。3测取静特性时，须注意主电路电流不许超过电机的额定值（1A）。4系统开环连接时，不允许突加给定信号Ug起动电机。5起动电机时，需把MEL-13的测功机加载旋钮逆时针旋到底，以免带负载起动。6改变接线时，必须先按下主控制屏总电源开关的“断开”红色按钮，同时使系统的给定为零。7双踪示波器的两个探头地线通过示波器外壳短接，故在使用时，必须使两探头的地线同电位（只用一根地线即可），以免造成短路事故。8实验时需要特别注意起动限流电路的继电器有否吸合，如该继电器未吸合，进行过流保护电路调试或进行加负载试验时，就会烧坏起动限流电阻。六实验方法采用MCL10组件1SG3525性能测试分别连接“3”和“5”、“4”和“6”、“7”和“27”、“31”和“22”、“32”和“23”，然后打开面板右下角的电源开关。（1）用示波器观察“25”端的电压波形，记录波形的周期，幅度（需记录S1开关拨向“通”和“断”两种情况）（2）S5开关打向“OV”, 用示波器观察“30”端电压波形，调节RP2电位器，使方波的占空比为50。S5开关打向“给定”分别调节RP3、RP4，记录“30”端输出波形的最大占空比和最小占空比。（分别记录S2打向“通”和“断”两种情况）2控制电路的测试（1） 逻辑延时时间的测试S5开关打向“0V”，用示波器观察“33”和“34”端的输出波形。并记录延时时间。td=（2） 同一桥臂上下管子驱动信号死区时间测试分别连接“7”和“8”、“10”和“11”，“12”和“13”、“14”和“15”、“16”和“17”、“18”和“19”，用双踪示波器分别测量VVT1。GS和VVT2。GS以及VVT3。GS和VVT4。GS的死区时间。 td.VT1.VT2= td.VT3.VT4=注意，测试完毕后，需拆掉“7”和“8”以及“10”和“11”的连线。3开环系统调试（1）速度反馈系数的调试断开主电源，并逆时针调节调压器旋钮到底，断开“9”、“10”所接的电阻，接入直流电动机M03，电机加上励磁。S4开关扳向上，同时逆时针调节RP3电位器到底，合上主电源，调节交流电压输出至220V左右。调节RP3电位器使电机转速逐渐升高，并达到1400rmin，调节FBS的反馈电位器RP，使速度反馈电压为2V。注：如您选购的产品为MCL、，无三相调压器，直接合上主电源。以下均同。（2）系统开环机械特性测定参照速度反馈系数调试的方法，使电机转速达1400r/min，改变测功机加载旋钮（或直流发电机负载电阻Rd），在空载至额定负载范围内测取78个点，记录相应的转速n和转矩M（或直流发电机电流id） n=1400r/minn(r/min)id(A)M(N.m)调节RP3，使n=1000/min和n=500r/min，作同样的记录，可得到电机在中速和低速时的机械特性。n=1000r/minn(r/min)id(A)M(N.m)n=500r/minn(r/min)id(A)M(N.m)断开主电源，S4开关拨向“负给定”，然后按照以上方法，测出系统的反向机械特性。4闭环系统调试将ASR,ACR均接成PI调节器接入系统，形成双闭环不可逆系统。按图611接线（1）速度调节器的调试（a）反馈电位器RP3逆时针旋到底，使放大倍数最小；（b）“5”、“6”端接入MEL11电容器，预置57F；（c）调节RP1、RP2使输出限幅为2V。（2）电流调节器的调试（a）反馈电位器RP3逆时针旋到底，使放大倍数最小；（b）“5”、“6”端接入MEL11电容器，预置57F；（c）S5开关打向“给定”，S4开关扳向上，调节MCL-10的RP3电位器，使ACR输出正饱和，调整ACR的正限幅电位器RP1，用示波器观察 “30”的脉冲，不可移出范围。S5开关打向“给定”，S4开关打向下至“负给定”，调节MCL-10的RP4电位器，使ACR输出负饱和，调整ACR的负限幅电位器RP2，用示波器观察 “30”的脉冲，不可移出范围。5系统静特性测试（1）机械特性n=f（Id）的测定S5开关打向“给定”，S4开关扳向上，调节MCL-10的RP3电位器，使电机空载转速至1400 r/min，再调节测功机加载旋钮（或发电机负载电阻Rg），在空载至额定负载范围内分别记录78点，可测出系统正转时的静特性曲线n=f（Id）n(r/min)I(A)S5开关打向“给定”，S4开关打向下至“负给定”，调节MCL-10的RP4电位器，使电机空载转速至1400 r/min，再调节测功机加载旋钮（或发电机负载电阻Rg），在空载至额定负载范围内分别记录78点，可测出系统反转时的静特性曲线n=f（Id）n(r/min)I(A)（2）闭环控制特性n=f(Ug)的测定S5开关打向“给定”，S4开关扳向上，调节MCL-10的RP3电位器，记录Ug和n，即可测出闭环控制特性n=f(Ug)。n(r/min)Ug(V)6系统动态波形的观察用二踪慢扫描示波器观察动态波形，用光线示波器记录动态波形。在不同的调节器参数下，观察，记录下列动态波形：（1）突加给定起动时，电动机电枢电流波形和转速波形。（2）突加额定负载时，电动机电枢电流波形和转速波形。（3）突降负载时，电动机电枢电流波形和转速波形。注：电动机电枢电流波形的观察可通过MCL-03的ACR的第“1”端 转速波形的观察可通过MCL-03的ASR的第“1”端。以下的实验方法针对MCL-10A组件：1SG3525性能测试（1）用示波器观察“1”端的电压波形，记录波形的周期、幅度。（2）用示波器观察“2”端的电压波形，调节RP2电位器，使方波的占空比为50%。（3）用导线将“G”的“1”和“UPW”的“3”相连，分别调节正负给定，记录“2”端输出波形的最大占空比和最小占空比。2控制电路的测试（1）逻辑延时时间的测试在上述实验的基础上，分别将正、负给定均调到零，用示波器观察“DLD”的“1”和“2”端的输出波形，并记录延时时间td= （2）同一桥臂上下管子驱动信号列区时间测试分别将“隔离驱动”的G和主回路的G相连，用双踪示波器分别测量VVT1.GS和VVT2.GS以及VVT3.GS和VVT4.GS的列区时间：tdVT1.VT2=tdVT3.VT4=3开环系统调试按图611a接线（1）电流反馈系数的调试a将正、负给定均调到零，合上主控制屏电源开关，接通直流电机励磁电源。b调节正给定，电机开始起动直至达1800r/minc给电动机拖加负载，即逐渐减小发电机负载电阻，直至电动机的电枢电流为1A。d调节“FBA”的电流反馈电位器，用万用表测量“9”端电压达2V左右。（2）速度反馈系数的调试在上述实验的基础上，再次调节电机转速的1400r/min，调节MCL-18（或MCL-III型主控制屏）的“FBS”电位器，使速度反馈电压为5V左右。4其余方法可参考的实验步骤。七实验报告1根据实验数据，列出SG3525的各项性能参数、逻辑延时时间、同一桥臂驱动信号死区时间、起动限流继电器吸合时的直流电压值等。2列出开环机械特性数据, 画出对应的曲线,并计算出满足S=0.05时的开环系统调速范围。3根据实验数据，计算出电流反馈系数与速度反馈系数。4列出闭环机械特性数据，画出对应的曲线，计算出满足S=0.05时的闭环系统调速范围，并与开环系统调速范围相比较。5列出闭环控制特性n=f（ug）数据，并画出对应的曲线。6画出下列动态波形（1）突加给定时的电动机电枢电流和转速波形，并在图上标出超调量等参数。（2）突加与突减负载时的电动机电枢电流和转速波形。7试对H型变换器的优缺点以及由SG3525控制器构成的直流脉宽调速系统的优缺点及适用场合作出评述。8对实验中感兴趣现象的分析、讨论。9实验的收获、体会与改进意见。八思考题1为了防止上、下桥臂的直通，有人把上、下桥臂驱动信号死区时间调得很大，这样做行不行，为什么？您认为死区时间长短由哪些参数决定？2与采用晶闸管的移相控制直流调速系统相对比，试归纳采用自关断器件的脉宽调速系统的优点。 实验二 半桥型开关稳压电源的性能研究一实验目的熟悉典型开关电源电路的结构，元器件和工作原理，要求主要了解以下内容。1主电路的结构和工作原理。2PWM控制电路的原理和常用集成电路。3驱动电路的原理和典型的电路结构。二实验内容1SG3525的输出波形观察。2半桥电路中各点波形的观察。三实验设备及仪器1电力电子及电气传动教学实验台主控制屏。2MCL-16组件。3双踪示波器。4万用表。四实验方法1SG3525的调试将开关S1打向“半桥电源”，分别连接“5”和“6”端，以及“9”端和“10”端，“3”端和“4”端，用示波器分别观察锯齿波输出（“1”端）和A、B两路PWM信号的波形（分别为“5”端和“9”端对地波形），并记录波形，频率和幅值，调节“脉冲宽度调节”电源器，记录其占空比可调范围。2断开主电路和控制电路的电源，分别将“PWM波形发生”的“7”、“8”和“半桥型开关稳压电源”的G1、S1端相连，将PWM波形发生的“11”、“12”端和“半桥型开关稳压电源”的G2、S2端相连。经检查接线无误后，将扭子开关S2打向“ON”，分别观察两个MOSFET管VT1、VT2的栅极G和源极S间的电压波形，记录波形，周期、脉宽、幅值及上升、下降时间。3断开主电路和控制电路的电源，分别将“主电源1”的“1”端、“2”端与“半桥开关稳压电源”的“1”、“2”端相连，然后合上控制电源以及主电源(注意：一定要先加控制信号，后加主电源否则极易烧毁“主电源1”的保险丝)，用示波器分别观察两个MOSFET的栅源电压波形和漏源电压波形，记录波形、周期、脉宽和幅值，特别注意：不能用示波器同时观察两个MOSFET的波形，否则会造成短路，严重损坏实验设备。4分别将“半桥型开关稳压电源”的“8”、“10”端相连，“9”、“12”端相连（负载电阻为33），记录输出整流二极管阳极和阴极间的电压波形（“5”和“7”端之间，以及“6”端和“7”端间）记录波形、周期、脉宽以及幅值，观察输出电源电压u0中的波形（“12”端和“10”端间），记录波形、幅值，并观察主电路中变压器T的一次测电压波形（“3”端和“4”端）以及二次测电压波形（“5”端和“9”端间，“6”端和“9”端间），记录波形、周期、脉宽和幅值。5断开“9”和“12”之间的连线，连接“9”和“11”（负载电阻为3），重复4的实验内容。特别注意：用示波器同时观察二个二极管电压波形时，要注意示波器探头的共地问题，否则会造成短路，并严重损坏实验装置。6断开“PWM波形发生”的“3”，“4”两点间连线，将“半桥型开关稳压电源”的“13”端连至“半桥型稳压电源”的“2”端，并将“半桥型稳压电源”的“9”端和“PWM波形发生”的地端相连，调节“脉冲宽度调节”电位器，使“半桥型开关稳压电源”的输出端（“8”和“9”端间）电压为5V，然后断开“9”，“11”端连线，连接“9”，“12”端（负载电阻改变至33），测量输出电压u2的值，计算负载调整率五注意事项1“半桥型开关稳压电源”接好连线后，一定要先加控制信号，然后接通主电源。2做闭环稳压实验的时候一定要断开“PWM波形发生”的“3”，“4”两点之间的连线。六实验报告1根据记录的变压器一次侧、二次侧波形，计算变压器电压比。2分析负载变化对电路工作的影响。3分析本实验电路输出稳压的原理。4用示波器同时观察VT1和VT2的漏源电压波形会生产什么后果？试详细分析。5若要同时观察VD1和VD2阳极阴极间的电压波形，示波器的探头应当怎样连接？错误的接法会产生什么后果？试详细分析。实验三 直流斩波电路的性能研究一实验目的熟悉降压斩波电路（Buck Chopper）和升压斩波电路(Boost Chopper)的工作原理，掌握这两种基本斩波电路的工作状态及波形情况。二实验内容1SG3525芯片的调试。2降压斩波电路的波形观察及电压测试。3升压斩波电路的波形观察及电压测试。三实验设备及仪器1电力电子教学实验台主控制屏。2MCL-16组件。3MEL-03电阻箱 (900/0.41A) 或其它可调电阻盘。4万用表。5双踪示波器62A直流安培表（MCL-2A直流毫安表为数字式仪表，MCL- 2A直流安培表为指针式仪表，其他型号可能为MEL-06）。四实验方法1SG3525的调试。原理框图见图511。将扭子开关S1打向“直流斩波”侧，S2电源开关打向“ON”，将“3”端和“4”端用导线短接，用示波器观察“1”端输出电压波形应为锯齿波，并记录其波形的频率和幅值。扭子开关S2扳向“OFF”，用导线分别连接“5”、“6”、“9”，用示波器观察“5”端波形，并记录其波形、频率、幅度，调节“脉冲宽度调节”电位器，记录其最大占空比和最小占空比。Dmax=Dmin=2实验接线图见图512。（1）切断MCL-16主电源，分别将“主电源2”的“1”端和“直流斩波电路”的“1”端相连，“主电源2”的“2”端和“直流斩波电路”的“2”端相连，将“PWM波形发生”的“7”、“8”端分别和直流斩波电路VT1的G1S1 端相连，“直流斩波电路”的“4”、“5”端串联MEL-03电阻箱 (将两组900/0.41A的电阻并联起来，顺时针旋转调至阻值最大约450)，和直流安培表（将量程切换到2A挡）。（2）检查接线正确后，接通控制电路和主电路的电源(注意：先接通控制电路电源后接通主电路电源 )，改变脉冲占空比，每改变一次，分别观察PWM信号的波形，MOSFET的栅源电压波形，输出电压、u0波形，输出电流i0的波形，记录PWM信号占空比D，ui、u0的平均值Ui和U0。（3）改变负载R的值（注意：负载电流不能超过1A），重复上述内容2。（4）切断主电路电源，断开“主电路2”和“降压斩波电路”的连接，断开“PWM波形发生”与VT1的连接，分别将“直流斩波电路”的“6”和“主电路2”的“1”相连，“直流斩波电路”的“7”和“主电路2”的“2”端相连，将VT2的G2S2分别接至“PWM波形发生”的“7”和“8”端，直流斩波电路的“10”、“11” 端，分别串联MEL-03电阻箱（两组分别并联，然后串联在一起顺时针旋转调至阻值最大约900）和直流安培表（将量程切换到2A挡）。检查接线正确后，接通主电路和控制电路的电源。改变脉冲占空比D，每改变一次，分别：观察PWM信号的波形，MOSFET的栅源电压波形，输出电压、u0波形，输出电流i0的波形，记录PWM信号占空比D，ui、u0的平均值Ui和U0。（5）改变负载R的值（注意：负载电流不能超过1A），重复上述内容4。（6）实验完成后，断开主电路电源，拆除所有导线。五注意事项：（1）“主电路电源2”的实验输出电压为15V，输出电流为1A，当改变负载电路时，注意R值不可过小，否则电流太大，有可能烧毁电源内部的熔断丝。（2）实验过程当中先加控制信号，后加“主电路电源2”。（3）做升压实验时，注意“PWM波形发生器”的“S1”一定要打在“直流斩波”，如果打在“半桥电源”极易烧毁“主电路电源2” 内部的熔断丝。六实验报告1分析PWM波形发生的原理2记录在某一占空比D下，降压斩波电路中，MOSFET的栅源电压波形，输出电压u0波形，输出电流i0的波形，并绘制降压斩波电路的Ui/Uo-D曲线，与理论分析结果进行比较，并讨论产生差异的原因。 直流脉宽调速实验原理一 适用于直流脉宽调速控制电路的IC芯片一SG3525A脉宽调制器控制电路简介 SG3525A系列脉宽调制器控制电路可以改进为各种类型的开关电源的控制性能和使用较少的外部零件。在芯片上的5.1V基准电压调定在1，误差放大器有一个输入共模电压范围。它包括基准电压，这样就不需要外接的分压电阻器了。一个到振荡器的同步输入可以使多个单元成为从电路或一个单元和外部系统时钟同步。在CT和放电脚之间用单个电阻器连接即可对死区时间进行大范围的编程。在这些器件内部还有软起动电路，它只需要一个外部的定时电容器。一只断路脚同时控制软起动电路和输出级。只要用脉冲关断，通过PWM（脉宽调制）锁存器瞬时切断和具有较长关断命令的软起动再循环。当VCC低于标称值时欠电压锁定禁止输出和改变软起动电容器。输出级是推挽式的可以提供超过200mA的源和漏电流。SG3525A系列的NOR（或非）逻辑在断开状态时输出为低。工作范围为8.0V到35V5.1V1.0调定的基准电压100Hz到400KHz振荡器频率分立的振荡器同步脚二SG3525A内部结构和工作特性（1）基准电压调整器基准电压调整器是输出为5.1V，50mA，有短路电流保护的电压调整器。它供电给所有内部电路，同时又可作为外部基准参考电压。若输入电压低于6V时，可把15、16脚短接，这时5V电压调整器不起作用。（2）振荡器3525A的振荡器，除CT、RT端外，增加了放电7、同步端3。RT阻值决定了内部恒流值对CT充电，CT的放电则由5、7端之间外接的电阻值RD决定。把充电和放电回路分开，有利于通过RD来调节死区的时间，因此是重大改进。这时3525A的振荡频率可表为： （3.1）在3525A中增加了同步端3专为外同步用，为多个3525A的联用提供了方便。同步脉冲的频率应比振荡频率fS要低一些。(3)误差放大器误差放大器是差动输入的放大器。它的增益标称值为80dB，其大小由反馈或输出负载决定，输出负载可以是纯电阻，也可以是电阻性元件和电容的元件组合。该放大器共模输入电压范围在1.83.4V，需要将基准电压分压送至误差放大器1脚（正电压输出）或2脚（负电阻输出）。3524的误差放大器、电流控制器和关闭控制三个信号共用一个反相输入端，3525A改为增加一个反相输入端，误差放大器与关闭电路各自送至比较器的反相端。这样避免了彼此相互影响。有利于误差放大器和补偿网络工作精度的提高。(4)闭锁控制端10利用外部电路控制10脚电位，当10脚有高电平时，可关闭误差放大器的输出，因此，可作为软起动和过电压保护等。(5)有软起动电路比较器的反相端即软起动控制端8，端8可外接软起动电容。该电容由内部Vref的50A恒流源充电。达到2.5V所经的时间为。点空比由小到大（50）变化。(6)增加PWM锁存器使关闭作用更可靠比较器（脉冲宽度调制）输出送到PWM锁存器。锁存器由关闭电路置位，由振荡器输出时间脉冲复位。这样，当关闭电路动作，即使过流信号立即消失，锁存器也可维持一个周期的关闭控制，直到下一周期时钟信号使倘存器复位为止。另外，由于PWM锁存器对比较器来的置位信号锁存，将误差放大器上的噪音、振铃及系统所有的跳动和振荡信号消除了。只有在下一个时钟周期才能重新置位，有利于可靠性提高。(7)增设欠压锁定电路电路主要作用是当IC块输入电压小于8V时，集成块内部电路锁定，停止工作（其准源及必要电路除外），使之消耗电流降到很小（约2mA）。(8)输出级由两个中功率NPN管构成，每管有抗饱和电路和过流保护电路，每组可输出100mA。组间是相互隔离的。电路结构改为确保其输出电平或者是高电平或者是低电平的一个电平状态中。为了能适应驱动快速的场效应功率管的需要，末级采用推拉式电路，使关断速度更快。11端（或14端）的拉电流和灌电流，达100mA。在状态转换中，由于存在开闭滞后，使流出和吸收间出现重迭导通。在重迭处有一个电流尖脉冲，其持续时间约100ns。使用时VC接一个0.1f电容可以滤去尖峰。另一个不足处是吸电流时，如负载电流达到50mA以上时，管饱和压降较高（约1V）。三IC芯片的工作直流电源VS从15号脚引入分两路：一路加到或非门；另一路送到基准电压稳压器的输入端，产生稳定的5.1V基准电压，5.1V再送到内部（或外部）电路的其它元件作为电源。振荡器5号脚需外接电容Cr,6号脚需外接电阻Rr。选用不同的Cr、Rr，即可调节振荡器的频率。振荡器的输出分为两路：一路以时钟脉冲形式送至双稳态触发器及二个或非门；另一路以锯齿波形式送至比较器的同相端。比较器的反相端连向误差放大器。误差放大器实际上是个差分放大器，它有两个输入端：1号脚为反相输入端；2号脚为同相输入端，这两个输入端可根据应用需要连接。例如，一端可连到开关电源输出电压V0的取样电路上（取样信号电压约2.5V），另一端连到16号脚的分压电路上（应取得2.5V的电压），误差放大器输出9号脚与地之间可接上电阻与电容，以进行频率补偿。误差放大器的输出与锯齿波电压在比较器中进行比较，从而在比较器的输出端出现一个随误差放大器输出电压的高低而改变宽度的方波脉冲，再将此方波脉冲送到或非门的一个输入端。或非门另二输入端分别为触发器、振荡锯齿波。最后，在晶体管A和B上分别出现脉冲宽度随V0变化而变化的脉冲波，但两者相位相差180。四1525A的参数极限参数参 数符 号值单 位电源电压VCC40Vdc集电极供电电压VC40Vdc逻辑输入0.35.5V模拟输入0.3VCCV输出电流源或吸人IO500mA基准输出电流Iref50mA振荡器充电电流5.0mA耗散功率（塑料和陶瓷封装）PD1000mW热阻结到大气（塑料和陶瓷封装）RJA100/W热阻结到外壳（塑料和陶瓷封装）RJC60/W工作结温TJ150存放温度范围陶瓷封装 塑料封装Tstg6515055125引线温度（焊接10秒）TSolder300推荐的工作条件特 性符 号最 小最 大单 位电源电压VCC8.0+35Vdc集电极电压VC+4.5+35Vdc输出吸入源电流（待机态）（峰值）IO00100400mA基准负载电流Iref020mA振荡器频率范围fOSC0.1400kHz振荡器定时电阻RT2.0150k振荡器定时电容CT0.0010.2F去磁电阻范围RD0500工作环境温度范围TA070 电气特性（VCC=+20Vdc，TA=T10W到Thigh，除非另有规定）特 性符 号最 小典 型最 大单 位振基准部分基准输出电压（TJ=25）Vref5.005.105.20Vdc线路调整（8.0VVCC35V）Regline1020mV负载调整（0mAIL20mA）Regload2050mV温度稳定性Vref/T50mV总输出值，包括线性，负载和过温Vref4.955.25Vdc短路电流（Vref=0V，TJ=+25oC）ISC80100mA输出噪声电压(10Hzf10kHz，TJ=+25oC)Vn40200Vrms长期稳定性（TJ=+125oC）Vn2050mV/khr振荡器部分初始精度（TJ=+25 oC）2.06.0随电压的频率稳定性 （8.0VVCC+35V）1.02.0随温度的频率稳定性0.3最小频率（RT150k，CT=0.2F）fmin50Hz最大频率（RT2.0k，CT=1.0F）fmax400kHz电流镜象（IRT2.0mA）1.72.02.2mA时钟幅度3.03.5V时钟宽度（TJ25）0.30.51.0s同步门限1.22.02.8V同步输入电流（同步电压3.5V）1.02.5mV误差放大器部分（VCM5.1V）输入失调电压VIO2.010mV输入偏置电流IIB1.010A输入失调电流IIO1.0A直流开环增益（RL10M）AVOL6075dB低电平输出电压VOL0.20.5V高电平输出电压VOH3.85.6V共模抑制比（1.5VVCM5.2V）CMRR6075dB电源抑制率（8.0VVCC35V）PSRR5060dBPWM比较器部分最小占空比DCmin0%最大占空比DCmax4549%输入门限，零占空比（注6）VTH0.60.9V输入门限，最大占空比（注6）VTH3.33.6V输入偏置电流IIB0.051.0A软起动部分软起动电流（Vshutdown=0V）255080A软起动电压（Vshutdown=2.0V）0.40.6mA关断输入电流（Vshutdown=2.5V）0.41.0mA输出驱动器（每个输出，VCC20V）输出低电平 （Isink=20mA） （Isink=100mA）VOL0.21.00.42.0V输出高电平 （Isource=20mA） （Isource=100mA）VOH18171918V欠压锁定（V8V9=High）VUL6.07.08.0A集电极泄放大电流，VC=+35VIC（leak）200ns升起时间（CL=1.0nF，TJ=25）tr100600ns下降时间（CL=1.0nF，TJ=25）tf50300ns关断延迟（VDS3.0V，CS0）tds0.20.5s电源电流（VCC35V）IOC1420mA二直流脉宽调速主电路一可逆PWM变换器可逆PWM变换器主电路的结构型式有H型、T型等类， H型变换器，它是由四个功率场效应管和四个续流二极管组成的桥式电路。H型变换器在控制方式上分双极式、单极式和受限单极式三种。下面着重分析双极式H型PWM变换器，然后再简要地说明其它方式的特点。（一）双极式可逆PWM变换器图32中绘出了双极式H型可逆PWM变换器的电路原理图。四个功率场效应管的基极驱动电压分为两组。VT1和VT4同时导通和关断，其驱动电压Ub1=Ub4；VT2和VT3同时动作，其驱动电压Ub2=Ub3= Ub1。它们的波形示于图33。在一个开关周期内，当0tton时，Ub1和Ub4为正，功率场效应管VT1和VT4导通；而Ub2和Ub3为负，VT2和VT3截止。这时，Us加在电枢AB两端，UABUs，电枢电流id沿回路1流通。 tontT时，Ub1和Ub4变负，VT1和VT4截止；Ub2、Ub3变正，但VT2、VT3并不能立即导通，因为在电枢电感释放储能的作用下，id沿回路2经VD2、VD3续流，在VD2、VD3上的压降使VT2和VT3ce极承受着反压，这时，UABUb。UAB在一个周期内正负相间，这是双极式PWM变换器的特征，其电压、电流波形示于图33。由于电压UAB 的正、负变化，使电流波形存在两种情况，如图33中的id1和id2。id1相当于电动机负载较重的情况，这时平均负载电流大，在续流阶段电流仍维持正方向，电机始终工作在第一个象限的电动状态。id2相当于负载很轻的情况，平均电流小，在续流阶段电流很快衰减到零，于是VT2和VT3两端失去反压，在负的电源电压（Us）和电枢反电动势的合成作用下导通，电枢电流反向，沿回路3流通，电机处于制动状态。与此相仿，在0tton期间，当负载轻时，电流也有一次倒向。这样看来，双极式可逆PWM变换器的电流波形和不可逆但有制动电流通路的PWM变换器也差不多，怎样才能反映出“可逆”的作用呢？这要视正、负脉冲电压的宽窄而定。当正脉冲较宽时，tonT2，则电枢两端的平均电压为正，在电动运行时电动机正转。当正脉冲较窄时，tonT2，平均电压为负，电动机反转。如果正、负脉冲宽度相等，tonT2，平均电压为零，则电动机停止。图33所示的电压、电流波形都是在电动机正转时的情况。双极式可逆PWM变换器电枢平均端电压用公式表示为： （32）仍以UdUs来定义PWM电压的占空比，则与ton的关系与前面不同了，现在 （33）调速时，的变化范围变成11。当为正值时，电动机正转；为负值时，电动机反转；0时，电动机停止。在0时，虽然电机不动，电枢两端的瞬时电压和瞬时电流却都不是零，而是交变的。这个交变电流平无值为零，不产生增均转矩，徒然增大电机的损耗。但它的好处是使电机带有高频的微振，起着所谓“动力润滑”的作用，消除正、反向时的静摩擦死区。双极式PWM变换器的优点如下：（1）电流一定连续；（2）可使电动机在四象限运行；（3）电机停止时有微振电流，能消除静摩擦死区；（4）低速时，每个功率场效应管的驱动脉冲仍较宽，有利于保证功率场效应管可靠导通；（5）低速平稳性好，调速范围可达20000左右。双极式PWM变换器的缺点是：在工作过程中，四个功率场效应管都处于开关状态，开关损耗大，而且容易发生上、下两管直通（即同时导通）的事故，降低了装置的可靠性。为了防止上、下两管直通，在一管关断和另一管导通的驱动脉冲之间，应设置逻辑延时。（二）单极式可逆PWM变换器为了克服双极式变换器的上述缺点，对于静、动态性能要求低一些的系统，可采用单极式PWM变换器。其电路图仍和双极式的一样（图32），不同之处仅在于驱动脉冲信号。在单极式变换器中，左边两个管子的驱动脉冲Ub1=Ub2，具有和双极式一样的正负交替的脉冲波形，使VT1和VT2交替导通。右边两管VT3和VT4的驱动信号就不同了，改成因电机的转向而施加不同的直流控制信号。当电机正转时，使Ub3恒为负，Ub4恒为正，则VT3截止而VT4 常通。希望电机反转时，则Ub3恒为正Ub4恒为负，使VT3常通而VT4截止。这种驱动信号的变化显然会使不同阶段各功率场效应管的开关情况和电流流通的回路与双极式变换器相比有所不同。当负载较重因而电流方向连续不变时各管的开关情况和电枢电压的状况列于表31中，同时列出双极式变换器的情况以资比较。负载较轻时，电流在一个周期内也会来回变向，这时各管导通和截止的变化还要多些，可以自行分析。表31中单极式变换器的UAB一栏表明，在电动机朝一个方向旋转时，PWM变换器只在一个阶段中输出某一极性的脉冲电压，在另一阶段中UAB0，这是它所以称作“单极性”变换器的原因。正因为如此，它的输出电压波形和占空比的公式又和不可逆变换器一样了。表31 双极式和单极式可逆PWM变换器的比较（当负载较重时）控制方式电机方向0ttontontT占空比调节范围开头状况UAB开关状况UAB双极式正转VT1、VT4导通VT2、VT3截止UsVT1、VT4截止VD2、VD3续流Us01反转VD1、VD4续流VT2、VT3截止UsVT1、VT4截止VT2、VT3导通Us10单极式正转VT1、VT4导通VT2、VT3截止UsVT4导通，VD2续流VT2、VT3截止，VT2不通001反转VT3导通、VD1续流VT2、VT4截止VT1不通0VT2、VT3导通VT1、VT4截止Us10由于单极式变换器的功率场效应管VT3和VT4二者之中总有一个常通，一个常截止，运行中无须频繁交替导通，因此和双极式变换器相比开关损耗可以减少，装置的可靠性有所提高。（三）受限单极式可逆PWM变换器单极式变换器在减少开关损耗和提高可靠性方面要比双极式变换器好，但还是有一对功率场效应管VT1和VT2交替导通和关断，仍有电源直通的危险。再研究一下表31中各功率场效应管的开关状况，可以发现，当电机正转时，在0tton期间，VT2是截止的，在tontT期间，由于经过VD2续流，VT2也不能。既然如此，不如让Ub2恒为负，使VT2一直截止。同样当电动机反转时，让Ub1恒为负，VT1一直截止。这样，就不会产生VT1、VT2直通的故障了。这种控制方式称作受限单极式。受限单极式可逆变换器在电机正转时Ub2恒为负，VT2一直截止，在电机反转时，Ub1恒