开关磁阻电机系统多路隔离DC_DC变换器设计（完整版）实用资料(可以直接使用，可编辑完整版实用资料，欢迎下载）开关磁阻电机系统多路隔离DC-DC变换器设计刘羡飞1,2,方天治2,赵徳安2,刘星桥2(1.南通工学院,江苏南通226007;2.江苏大学,江苏镇江212021[摘要]电源问题是开关磁阻电机系统在应用过程中遇到的突出问题之一。为此,设计了一个多路输出的单端反激式DC-DC变换器,并对其进行了原理分析、参数设计及实验研究。[关键词]电气工程;开关磁阻电机;研究设计;DC-DC变换器;脉宽调制;UC3842[中图分类号]TM352[文献标识码]A[文章编号]1003─188X(200401─0170─031引言开关磁阻电机由于其结构简单、容错性好、运行可靠及效率高等特点,已在越来越多的场合得到应用。但开关磁阻电机系统中主电路的上下功率管及相间功率管的驱动电源均不共地(虽然一些驱动模块可产生浮地电压,但往往成本较高,再加上控制电路需要的电源与驱动电路也不共地,因此作为一个产品,在应用过程中,一个多路隔离电源是必不可少的。为此,设计制作了一个结构简单、成本低、运行可靠的单端反激式DC-DC变换器。2系统的原理与设计DC-DC变换器采用的PWM控制器是低成本、高性能的UC3842芯片,它是一种固定频率的电流型控制器。其内部结构如图1所示。图1UC3842的管脚配置和内部等效电路UC3842芯片主要特点有:起动电流和工作电流低;开关频率高,最高可达500kHz;可调整振荡器的放电电流以产生精确的占空比;带锁定的PWM,可以实现逐个脉冲的电流限制;内有5V精密基准电压,具有完备的欠压、过压及过流保护;起动电压阈值(16V与关闭电压阈值(10V之间的差值,可有效地防止电路在阈值电压附近工作时产生的振荡;图腾柱输出电路最大电流可达1A,可直接驱动MOSFET。变换器原理图如图2所示。该系统是一个反激式的DC-DC变换器。20~30V的直流电压经T1共模抑制及C1、C3滤波后提供系统工作电压。此工作电压经R1给C5充电,当充至16V时,UC3842实现软起动,6脚有输出,使Q1开通,能量得以在变压器原边储存。此时,由于副边整流二极管反向偏置,故能量无法传递给副边。R7是电流采样电阻,采样到的电压经滤波后与UC3842第3脚内部基准电压1V相比较,当高过1V时,Q1关断。此时,变压器原边储存的能量传输给副边的输出电容器中,产生输出电压。输出的+5V主电源电压经光耦PC817A反馈,光耦输出经分压后送到UC3842误差放大器的反相输入端(2脚,和同相输入端的2.5V基准电压作比较以调整驱动脉宽,从而实现对输出电压的控制。2.2参数设计电路中各器件参数详见图2。这里需指出的有以下几个方面:(1光耦的选择及光耦周边电阻参数的设计。一般来说,建议采用线性度较好的光耦,而不宜采[收稿日期]2003-06-23[作者简介]刘羡飞(1974-,男,江苏海门人,南通工学院助教,江苏大学电力电子及电力传动专业在读硕士,主要研究功率变换器及控制技术和开关电源。用具有明显开关特性的光耦(如4Nxx。因为两者相比,一方面,前者的电流传输比CTR较高。保证了调节的灵敏度;另一方面,前者的CTR与正向输入电流IF的线性关系要比后者好得多,使输出与输入的线性关系得以保证。我们这里采用了CTR较高,线性度较好的PC817A。至于周边电阻参数的设计应考虑如下几个方面:表1要求的输出技术指标电压/v电流/mA功率/W+5(±5%﹪(主电源I=30~2000+15(±3%﹪I=20~500-15(±3%﹪I=20~300第一组(用于开关磁阻电机系统的控制电路-15(±5%﹪I=20~50024.5+15(±7%﹪I=10~100第二组~第四组(用于开关磁阻电机系统主电路的上功率管驱动-5(±10%﹪I=10~1002+15(±7%﹪I=10~300第五组(用于开关磁阻电机系统主电路的下功率管驱动-5(±10%﹪I=10~3002图2DC-DC变换器器原理图一是输入电流IF与CTR(电流传输比的关系:IF=(U0-UF-Udz/R10其中:UF为光耦输入二极管的正向压降,Udz、R10见图2所示。这里IF考虑5mA左右,使CTR可达120%左右。注意:CTR一般不要超过200%,否则调节灵敏度过高,易导致输出不稳定。二是考虑UCE大小。一方面,不能使光敏三极管进入饱和;另一方面,要注意功耗不能超过限定范围(这里UCE考虑5V左右。(2开关频率的设定。fs≈1.8/R8C10(R8、C10见图2。这里设定频率为100KHz。(3MOSFET漏源极并联RCD吸收网络