以下是一个基本的桥式可逆PWM变换电路的设计,其中包含了对脉宽变化影响Ud大小的详细说明,以及电子器件的作用和工作原理:
电路设计:
1、桥式电路:由两个开关(电力电子开关,如晶体管或晶闸管)和两个二极管(整流二极管或肖特基二极管)组成。两个开关和两个二极管分别连接在一起,形成了一个H桥。
2、脉冲宽度调制(PWM)控制:使用PWM控制信号来控制开关的导通和关闭时间,从而控制输出电压Ud的大小。
3、反馈网络:由电阻和电容组成,用于稳定输出电压Ud。
工作原理:
1、当PWM控制信号为高电平时,开关S1导通,S2关闭。此时,电流从电源正极经S1、负载、二极管D2回到电源负极,形成回路。此阶段,负载电压等于电源电压。
2、当PWM控制信号为低电平时,开关S1关闭,S2导通。此时,电流从电源正极经S2、负载、二极管D1回到电源负极,形成回路。此阶段,负载电压等于0。
脉宽变化如何影响Ud的大小:
1、当PWM控制信号的脉宽增加时,开关S1的导通时间增加,开关S2的导通时间减少。因此,负载电压Ud的时间积分增加,导致输出电压Ud增加。
2、当PWM控制信号的脉宽减少时,开关S1的导通时间减少,开关S2的导通时间增加。因此,负载电压Ud的时间积分减少,导致输出电压Ud减少。
电子器件的作用:
1、开关(电力电子开关):用于控制电流的通断和方向。通过开关的导通和关闭时间来控制输出电压Ud的大小。
2、二极管(整流二极管或肖特基二极管):用于整流和续流。在开关S1关闭时,二极管D1和D2将负载电流整流为直流电流,从而保持负载电压Ud的稳定。同时,在开关S1和S2都关闭时,二极管D1和D2可防止反向电流的产生,保护电路安全。
3、电阻和电容(反馈网络):用于稳定输出电压Ud。电阻用于分压,将输出电压的一部分引入反馈网络;电容用于滤波,将输出电压中的交流成分滤除,保留稳定的直流成分。反馈网络将输出电压Ud与参考电压进行比较,根据误差信号调整PWM控制信号的脉宽,从而控制输出电压Ud的大小。
关键波形图:
1、PWM控制信号波形图:描述了PWM控制信号的电压水平随时间的变化情况。高电平表示开关S1导通,低电平表示开关S2导通。
2、负载电压Ud波形图:描述了负载电压Ud随时间的变化情况。Ud的大小受PWM控制信号的脉宽影响,脉宽增加时Ud增加,脉宽减少时Ud减少。