驅(qū)動電路是連接逆變橋開關(guān)管和控制電路的橋梁，控制板輸出的驅(qū)動信號是功率很小的PWM波，不足以驅(qū)動開關(guān)管使之正常的開通關(guān)斷。并且在工程中，為了保證開關(guān)管（IGBT）迅速關(guān)斷，需要在關(guān)斷器件給開關(guān)管提供負的驅(qū)動電壓，而這些都需要驅(qū)動電路來滿足。除此外，驅(qū)動電路還負...

在科學(xué)實驗中， 產(chǎn)生強磁場的磁體實際是一個大電感線圈，由大容量的電源系 統(tǒng)瞬時放電， 通過給磁體提供瞬間的大電流，在磁體中產(chǎn)生響應(yīng)的強磁場。實驗中磁體可以等效為電阻Rm和大電感Lm串聯(lián)，產(chǎn)生的磁場強度和通過電感的電流時呈線性關(guān)系的，要想得到高穩(wěn)定度的脈沖平頂磁...

在變壓器原邊副邊匝數(shù)確定后即可進行繞制。根據(jù)高頻變壓器的實際工況，變壓器中流通的是高頻大電流，所以必須要考慮集膚效應(yīng)。在選用繞制的導(dǎo)線時一方面要線徑足夠，滿足安全性。同時在集膚效應(yīng)的影響下，如果線徑較大則比較好選用扁銅線。取值銅線流通的電流密度J=3.5A/m...

儲能電容的計算：1）根據(jù)工程經(jīng)驗估算：根據(jù)工程實踐經(jīng)驗，裝置的功率與前端儲能電容有對應(yīng)的關(guān)系。整個裝置的功率P=UI=2060=1.2Kw，每瓦對應(yīng)儲能電容容量1μF，則可選用電容至少1200μF。2）根據(jù)能量關(guān)系式計算：儲能電容為后續(xù)的DC/DC變換提供直流...

輸出濾波電感參數(shù)計算：在移相全橋變換器中，原邊的交流方波經(jīng)過高頻變壓器和全橋整流后，得到的是高頻直流方波，方波的頻率是原邊開關(guān)頻率的2倍。一般來說，為了減小輸出電流的脈動值，是希望濾波電感的值越大越好。但是電感值過大意味著電感的體積和重量增大，并且整個變換器的...

對于前端儲能電容還需要考慮的參數(shù)是其耐壓值，直流母線上電壓峰值為373v，留一定裕量，可以選擇耐壓值為500v的電解電容作為儲能電容。在電力電子變換和控制電路中，都是以各種電力半導(dǎo)體器件為基礎(chǔ)的。我們在設(shè)計電路時，也有很多可供選擇的電力半導(dǎo)體器件，BJT、MO...

為移相全橋逆變部分的 Simulink 仿真電路。負載等效至原邊用等值電阻代替，仿真主要調(diào)節(jié)諧振電容和諧振電感的參數(shù)，以滿足所有開關(guān)管的零開通和軟關(guān)斷。依次為開關(guān)管驅(qū)動波形、橋臂上電壓波形和橋臂上電流波形。其中驅(qū)動波形中從低到高分別為開關(guān)管1、2、3、4的驅(qū)動...

PID調(diào)節(jié)器是人們在工程實踐中摸索出來的一種實用性強并且控制原理簡單的校正裝置。1）比例項P**當(dāng)前信息，調(diào)節(jié)后的輸出與輸入信號呈比例關(guān)系，偏差一旦產(chǎn)生，控制器立即作用減少偏差。比例系數(shù)增大系統(tǒng)靈敏度增加，系統(tǒng)振蕩增強，大于某限定值時系統(tǒng)會變的不穩(wěn)定。當(dāng)*有比...

在變壓器原邊副邊匝數(shù)確定后即可進行繞制。根據(jù)高頻變壓器的實際工況，變壓器中流通的是高頻大電流，所以必須要考慮集膚效應(yīng)。在選用繞制的導(dǎo)線時一方面要線徑足夠，滿足安全性。同時在集膚效應(yīng)的影響下，如果線徑較大則比較好選用扁銅線。取值銅線流通的電流密度J=3.5A/m...

由移相全橋電路的拓撲結(jié)構(gòu)圖可以看到，四個橋臂上每個開關(guān)管都并聯(lián)有諧振電容，諧振電容的存在可以實現(xiàn)開關(guān)管的零電壓關(guān)斷。所以我們只需要關(guān)心開關(guān)管的零電壓開通，要實現(xiàn)開關(guān)管的零電壓開通，必須在開關(guān)管觸發(fā)開通前，有足夠的能量中和掉諧振電容上的電荷，并且要完成該開關(guān)管同...

在產(chǎn)生移相脈波時，計時器的計時都有一個固定的時基，計時器以時基為參考點開始計數(shù)，當(dāng)比較寄存器中的值和設(shè)定值相等就會產(chǎn)生一個比較中斷。由此機理，移相角的改變有兩種方法：1）不斷改變時基；2）不斷更新比較值。DSP比較寄存器處于增減計數(shù)模式，一般時基是固定的。由于...

首先滯后橋臂上開關(guān)管零電壓開通時，只有諧振電感提供換流的能量。諧振電感儲能必須大于滯后橋臂上諧振電容儲能加上變壓器原邊寄生電容儲能，在實際當(dāng)中， 變壓器的原邊匝數(shù)較少， 且原邊大都用多股漆包線并繞。同時在滯后橋臂上開關(guān)管開通時，原邊電流近似為恒定，須在開關(guān)管觸...

磁現(xiàn)象是物理界中**為基本的現(xiàn)象之一，人們發(fā)現(xiàn)，在磁場中，原子、分子的電子態(tài)能量和磁矩都發(fā)生了變化，于是在科學(xué)研究中，很多的實驗都將磁場環(huán)境作為實驗的研究背景，磁場也成為了許多科學(xué)研究的基本工具。在以強磁場為實驗環(huán)境的研究領(lǐng)域，人們已經(jīng)取得了眾多重大的科研成果...

第二階段的仿真是在***次仿真的基礎(chǔ)上，加入了高頻變壓器以及負載部分。第二階段仿真時針對整個電路的仿真，主要目的是對控制方案給以理論研究。閉環(huán)反饋控制中采用典型的PID控制模式，仿真過程通過對PID參數(shù)的調(diào)試加深對控制方案的理解，以便在后續(xù)主電路調(diào)試過程中能更...

控制板硬件電路是程序運行和數(shù)字計算的平臺、是控制方案具體實施的基礎(chǔ)。本控制電路**芯片采用TI公司的TMS320F2812DSP控制芯片，圍繞F2812搭建控制電路。控制板硬件設(shè)計包括：硬件方案設(shè)計、DSP以及外圍器件選型、原理圖設(shè)計、PCB設(shè)計、硬件的焊接和...

從持續(xù)時間的角度上分類，強磁場可以分為脈沖強磁場和穩(wěn)態(tài)強磁場。脈沖強磁場可以產(chǎn)生很高的磁場，能為一些科學(xué)實驗提供所需要的磁場環(huán)境。但磁場持續(xù)的時間短，且磁場的強度在短時刻內(nèi)是脈沖尖峰狀態(tài)。穩(wěn)態(tài)強磁場是持續(xù)時間相對較長的磁場，并且磁場的強度時保持相對穩(wěn)定的狀態(tài)，...

削去原有電源系統(tǒng)紋波的補償方案有三種：注入、吸收、少則注入多則吸收。是單方向的向磁體注入電流，填補紋波，將整體的電流修正到紋波很低的水平。從磁體中吸收電流，是削波的方式將紋波中和得到紋波更小的電流。前兩種方案的綜合，將高于設(shè)定值得電流吸收、低于設(shè)定值的電流則進...

PWM波可以由DSP芯片內(nèi)部的事件管理器EVA或EVB產(chǎn)生，在DSP內(nèi)部，事件管理器EVA和EVB是完全相同的兩個模塊。它們都有3個比較單元，每一個比較單元都可以產(chǎn)生一對互補的PWM波，一共可以提供6路PWM波。在此選用其中的4路來驅(qū)動逆變橋上的開關(guān)管。4路P...

電力電子裝置中很多元件，特別是半導(dǎo)體器件，對電壓電流非常敏感，正確的設(shè)置保護電路對電源變換裝置的安全運行至關(guān)重要。這里所講的保護主要是針對電源變換裝置里的器件，需要保護的狀態(tài)主要包括過電壓和過電流。具體產(chǎn)生過電壓和過電流狀態(tài)的原因有電路故障和電路工作原理所致。...

輸出濾波電感參數(shù)計算：在移相全橋變換器中，原邊的交流方波經(jīng)過高頻變壓器和全橋整流后，得到的是高頻直流方波，方波的頻率是原邊開關(guān)頻率的2倍。一般來說，為了減小輸出電流的脈動值，是希望濾波電感的值越大越好。但是電感值過大意味著電感的體積和重量增大，并且整個變換器的...

在實際的系統(tǒng)中，考慮到變壓器有原邊漏感的存在，實際選用的諧振電感值比計算的諧振電感值要小，工程調(diào)試中可以以計算得到的諧振電感值為基準(zhǔn)，將諧振電感設(shè)計為可調(diào)電感，根據(jù)電路的實際情況調(diào)動諧振電感值來配合諧振電容完成零開通。本電路的仿真分為兩個階段，第一階段仿真不納...

本項目逆變橋臂上有4個開關(guān)管，對應(yīng)需要四個**的驅(qū)動電路。可選用的驅(qū)動電路有很多種，以驅(qū)動電路和IGBT的連接方式可以將驅(qū)動電路分為直接驅(qū)動、隔離驅(qū)動和集成化驅(qū)動。在此我們采用集成化驅(qū)動，因為相對于分立元件構(gòu)成的驅(qū)動電路，集成化驅(qū)動電路集成度更高、速度快、抗干...

為了加強裝置的安全性，大都采用具有變壓器隔離的隔離型方案。從功率角度考慮，當(dāng)選用的功率開關(guān)管的額定電壓和額定電流相同時，裝置的總功率通常和開關(guān)管的個數(shù)呈正比例關(guān)系，故全橋變換器的功率是半橋變換器的2倍，適用于中大功率的場合。基于以上考慮，本方案中補償裝置選用帶...

整個電路的控制**終都歸結(jié)于對PWM波的控制，對于移相全橋電路來說，**根本的問題也歸結(jié)于如何產(chǎn)生可以自由控制相位差的PWM脈沖。DSP產(chǎn)生脈沖一般是由事件管理器的PWM口和DSP模塊中的數(shù)字I/O口實現(xiàn)。由于在移相控制中，四路PWM波要么互補要么有對應(yīng)一定角...

圖3-6和圖3-7所示分別為輸出端電壓值和電壓紋波（圖中橫縱坐標(biāo)分別為時間和電壓），經(jīng)過PID閉環(huán)反饋后，輸出電壓值的紋波系數(shù)可達0.16%。因為本仿真實驗中只加入了電壓單閉環(huán)反饋，進一步提高精度需要再在外環(huán)加入電流反饋環(huán)。仿真電路很好的驗證了試驗參數(shù)計算的正...

數(shù)字控制電路的軟件主要包括主程序、各個模塊初始化程序、周期中斷服務(wù)子程序、下溢中斷服務(wù)子程序、AD中斷服務(wù)子程序、PID調(diào)節(jié)子程序等幾大部分組成。主程序的主要任務(wù)是系統(tǒng)自檢，系統(tǒng)初始化，然后循環(huán)執(zhí)行主程序等待中斷。初始化是對程序中用到的常量、變量進行有意義的賦...

儲能電容的計算：1）根據(jù)工程經(jīng)驗估算：根據(jù)工程實踐經(jīng)驗，裝置的功率與前端儲能電容有對應(yīng)的關(guān)系。整個裝置的功率P=UI=2060=1.2Kw，每瓦對應(yīng)儲能電容容量1μF，則可選用電容至少1200μF。2）根據(jù)能量關(guān)系式計算：儲能電容為后續(xù)的DC/DC變換提供直流...

磁體的電源系統(tǒng)已有電容器電源和脈沖發(fā)電機電源組成，為了進一步減小脈沖平頂磁場的紋波，我們對磁體的電源系統(tǒng)加以改進，基于電容器電源和脈沖發(fā)電機電源，再輔助以基于移相全橋直流變換器的補償電源，**終得到高精度高穩(wěn)定度的可控脈沖電源。三組電源系統(tǒng)一起向磁體供電。相對...

強磁場是指磁場強度高于商用超導(dǎo)磁體所能達到比較高的磁場，將磁場強度超過20T的磁場定義為強磁場。按照現(xiàn)階段世界上強磁場系統(tǒng)的建設(shè)，強磁場系統(tǒng)一般由磁體、電源系統(tǒng)、低溫冷卻系統(tǒng)、測量測試系統(tǒng)和實驗平臺構(gòu)成。其中磁體是直接產(chǎn)生強磁場的裝置，電源為整個系統(tǒng)的工作提供...

PWM波可以由DSP芯片內(nèi)部的事件管理器EVA或EVB產(chǎn)生，在DSP內(nèi)部，事件管理器EVA和EVB是完全相同的兩個模塊。它們都有3個比較單元，每一個比較單元都可以產(chǎn)生一對互補的PWM波，一共可以提供6路PWM波。在此選用其中的4路來驅(qū)動逆變橋上的開關(guān)管。4路P...