@luyuc
. 數(shù)字化工控電源包括數(shù)字化過程控制和數(shù)字化軟件開關(guān)驅(qū)動兩大部分;軟件驅(qū)動是用指令直接控制大功率器件進(jìn)行功率變換,其顯著特征在于功率器件的開或關(guān)的動作放在指令下面,本機(jī)自身可以調(diào)用該指令,也可以通過網(wǎng)絡(luò)調(diào)用該指令控制機(jī)器運(yùn)行;這樣的機(jī)器是“完全匯編”的,非常利于用軟件開發(fā)及用軟件優(yōu)化;單單是軟件驅(qū)動仍然不夠強(qiáng)大,一臺工控?cái)?shù)字化電源至少實(shí)現(xiàn)“控制環(huán)路的變量是通過數(shù)字方式進(jìn)行處理”;對于復(fù)雜的過程控制,數(shù)據(jù)庫非常重要,在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)將優(yōu)化后控制參量存儲在數(shù)據(jù)庫內(nèi),然后現(xiàn)場重現(xiàn)該控制過程;. 非常關(guān)鍵的一點(diǎn)在于,數(shù)字電路在每一個(gè)π導(dǎo)通開始到結(jié)束都采取很多可能的動作. 開通后對電流逐點(diǎn)掃描. 根據(jù)電流的行為做出復(fù)雜的算法與模式的智能控制. 可以用數(shù)據(jù)庫來選取最佳控制參數(shù),這一點(diǎn)象是在控制發(fā)動機(jī). 數(shù)字電源的控制使能:1.自診斷;2.外部通訊;3.實(shí)現(xiàn)變換器控制,包括(功率器件的驅(qū)動控制、動態(tài)死區(qū)控制、頻率跟蹤控制、ZVS電容分組運(yùn)行控制、有源感亢/容亢輔助邊沿諧振控制、離散運(yùn)行控制等);4.實(shí)現(xiàn)本機(jī)特殊功能的操作系統(tǒng)/人機(jī)接口;5.調(diào)用數(shù)據(jù)庫實(shí)現(xiàn)過程控制;.在20世紀(jì)70年代非常流行的串聯(lián)諧振變換器;[圖片]500){this.resized=true;this.width=500;this.alt='這是一張縮略圖，點(diǎn)擊可放大。\n按住CTRL，滾動鼠標(biāo)滾輪可自由縮放';this.style.cursor='hand'}"onclick="if(!this.resized){returntrue;}else{window.open('http://u.dianyuan.com/bbs/u/61/1899531200791427.jpg');}"onmousewheel="returnimgzoom(this);">1.實(shí)現(xiàn)ZVS動態(tài)死區(qū)控制獲取ZVS特征時(shí)值τ:[圖片]500){this.resized=true;this.width=500;this.alt='這是一張縮略圖，點(diǎn)擊可放大。\n按住CTRL，滾動鼠標(biāo)滾輪可自由縮放';this.style.cursor='hand'}"onclick="if(!this.resized){returntrue;}else{window.open('http://u.dianyuan.com/bbs/u/59/1899531195455586.jpg');}"onmousewheel="returnimgzoom(this);"> 1.在Q1關(guān)斷時(shí)刻軟件開始計(jì)時(shí) 2.在Q2上出現(xiàn)“零電壓"信號時(shí)結(jié)束 3.特征時(shí)值τ得到2.ZVS電容的分組諧振運(yùn)行.. C1、C2、C3多組ZVS諧振電容. 繼電器投切分組運(yùn)行 . 實(shí)施動態(tài)死區(qū)追蹤控制3.ZVS品質(zhì)管理 靜態(tài)電路完整性診斷 很多因素會破壞良好的ZVS換相過程,使IGBT陷入比硬開關(guān)還要艱難的處境中,比如工作中串聯(lián)回路突然斷開就非常危險(xiǎn),甚至當(dāng)串聯(lián)回路不完整時(shí)啟動逆變器都是非常危險(xiǎn)的,IGBT工作在沉重的容性硬開啟下,慘痛而艱難,很容易引發(fā)鎖定現(xiàn)象而炸管;電源電壓的抖動和負(fù)載的抖動也會突然破壞良好的ZVS換相;這也說明了“軟開關(guān)”的致命弱點(diǎn),降低了損耗但是不見得提高了可靠性,因此必須創(chuàng)建ZVS品質(zhì)管理、品質(zhì)追蹤;單次較長脈沖開啟Q1,關(guān)斷Q1后開始計(jì)時(shí)A捕獲TS零電壓信號超前、過速說明ZVS電容已脫離電路(損壞)B捕獲TS零電壓信號滯后、超時(shí)說明諧振回路斷開,無感性回路4.ZVS品質(zhì)追蹤 工作中監(jiān)控ZVS的過渡情況給出一個(gè)變量,并限定最大值在正常換相時(shí)每次關(guān)斷Q1時(shí)捕獲捕獲TS零點(diǎn)壓信號正常變量+1捕獲捕獲TS零點(diǎn)壓信號超時(shí)變量-1變量歸零時(shí)說明ZVS過程已經(jīng)被破壞,必須進(jìn)入“打嗝”模式重新軟啟動破壞的原因可能是電源、負(fù)載的抖動以及諧振回路突然斷開等;5.關(guān)于ZVS“打嗝模式”的主要作用. ZVS失敗、過流、欠壓等很多問題都要進(jìn)入“打嗝模式”來緩解故障. IGBT息弧. 變壓器飽和抑制. 諧振衰減6a.ZCS頻率追蹤模式1(臨界追蹤,滯后鑒相)[圖片]500){this.resized=true;this.width=500;this.alt='這是一張縮略圖，點(diǎn)擊可放大。\n按住CTRL，滾動鼠標(biāo)滾輪可自由縮放';this.style.cursor='hand'}"onclick="if(!this.resized){returntrue;}else{window.open('http://u.dianyuan.com/bbs/u/59/1899531195455715.jpg');}"onmousewheel="returnimgzoom(this);">假設(shè)關(guān)斷Q1時(shí)電路呈感性時(shí),P3是高電平那么每次關(guān)斷Q1后都來查詢P3的狀態(tài)是高電平就將導(dǎo)通周期拉寬是低電平就把導(dǎo)通周期縮入這樣很快就逼近到了諧振點(diǎn)并鎖相追蹤6b.ZCS頻率追蹤模式2(臨界追蹤,超前鑒相).開通后始終追蹤正向電流信號.當(dāng)正向電流結(jié)束時(shí)立即換相對比CD4046,MCU在靈活性上要高地多,并且有很強(qiáng)的智能性1899531200796130.pdf6c.ZCS頻率追蹤模式3(包絡(luò)追蹤,插值鑒相,MHZ諧振控制方案).利用開關(guān)電容回路采樣峰值電流信號.高頻端導(dǎo)入.插入頻率增量,檢測測諧振電流峰值增量.尋找最高電流峰值點(diǎn).最低輸入阻抗點(diǎn),即是自然諧振頻率點(diǎn)6d.ZCS頻率追蹤模式4(包絡(luò)追蹤,取樣鑒相,LLC諧振控制方案).從高頻端導(dǎo)入.采樣次級DC輸出電壓信號.達(dá)到電壓邊界立刻拉高諧振頻率8.“三電平”離散控制方案,基于ZCS的離散調(diào)功控制方案,首先要頻率追蹤到弱感性,否則容易引入容性硬恢復(fù)[圖片]500){this.resized=true;this.width=500;this.alt='這是一張縮略圖，點(diǎn)擊可放大。\n按住CTRL，滾動鼠標(biāo)滾輪可自由縮放';this.style.cursor='hand'}"onclick="if(!this.resized){returntrue;}else{window.open('http://u.dianyuan.com/bbs/u/59/1899531195455916.jpg');}"onmousewheel="returnimgzoom(this);">交替開啟Q1-Q3、Q2-Q4同步側(cè)向激勵(lì),輸出全壓V1插入一個(gè)Q1或Q3單管開啟的π,自由震蕩,輸出零壓V2插入一個(gè)休止的π,阻尼震蕩,輸出抑制電壓V3(如果是半橋就只能是“兩電平”:激勵(lì)V1、阻尼V3)1899531200445558.pdf9.兩種基本的結(jié)構(gòu)取舍(ZVS \ ZCS)良好的ZVS設(shè)計(jì)和良好的ZCS設(shè)計(jì)有一種本質(zhì)的矛盾性,二者可選擇其一深入發(fā)展;ZVS用于動態(tài)死區(qū)下的感亢降壓 優(yōu)點(diǎn)是調(diào)頻實(shí)現(xiàn)功率調(diào)整性能好、無諧振電容高應(yīng)力、 缺點(diǎn)是初級電流波形不好——鋸齒波、初級有無功電流分量、ZCS用于頻率追蹤下的串聯(lián)諧振 優(yōu)點(diǎn)是初級電流波形好、無功電流分量小、IGBT的導(dǎo)通損耗小 缺點(diǎn)是采用調(diào)頻調(diào)功不太理想、離散調(diào)功不連續(xù)、諧振電容應(yīng)力高、不易同時(shí)實(shí)現(xiàn)大范圍的動態(tài)死區(qū)與大范圍的頻率追蹤10. ZCS_ZVS交替追蹤控制模式 A臨界追蹤(固定死區(qū)). 頻率追蹤是一種“臨界追蹤”,始終調(diào)整臨界追蹤點(diǎn). 在固定死區(qū)下,換相輔助較大的ZVS電容時(shí),仍然可以追蹤到弱感性. 當(dāng)換相時(shí)的感亢能量較大時(shí)就能確保ZVS品質(zhì) B交替追蹤(動態(tài)死區(qū)). 調(diào)功產(chǎn)生很大的調(diào)頻范圍,當(dāng)換相時(shí)的諧振回路電流很小時(shí)必須給出較大死區(qū). 死區(qū)追蹤與頻率追蹤交替,較大的死區(qū)追蹤范圍可以適應(yīng)寬的負(fù)載范圍. 必須做ZVS品質(zhì)管理,防止ZVS品質(zhì)跌落 C實(shí)現(xiàn)的意義在于. 實(shí)施調(diào)頻可以連續(xù)調(diào)功. 純粹的弱感性ZCS一旦調(diào)頻將產(chǎn)生硬關(guān)斷強(qiáng)感性換相. 強(qiáng)感性關(guān)斷迫切需要一個(gè)大的ZVS電容來緩沖. 基于大的ZVS電容的過渡必須追蹤死區(qū) D較弱ZVS下的高速非同步追蹤. 全范圍掃頻啟動,捕獲峰值電流. 諧振達(dá)到峰值界線就立刻將導(dǎo)通周期縮入. 追蹤頻率不受關(guān)斷延遲的影響,通常很容易達(dá)到400K以上. 電流波形不好,呈三角波,關(guān)斷應(yīng)力大;11.并聯(lián)運(yùn)行,串聯(lián)諧振電路的均流策略驅(qū)動信號獨(dú)立,輸出利用諧振電感均流,當(dāng)感亢較大且電感一至性高時(shí)均流誤差可達(dá)到5%之內(nèi);[圖片]500){this.resized=true;this.width=500;this.alt='這是一張縮略圖，點(diǎn)擊可放大。\n按住CTRL，滾動鼠標(biāo)滾輪可自由縮放';this.style.cursor='hand'}"onclick="if(!this.resized){returntrue;}else{window.open('http://u.dianyuan.com/bbs/u/59/1899531195455882.jpg');}"onmousewheel="returnimgzoom(this);">12. 降壓型諧振斬波器實(shí)施方案[圖片]500){this.resized=true;this.width=500;this.alt='這是一張縮略圖，點(diǎn)擊可放大。\n按住CTRL，滾動鼠標(biāo)滾輪可自由縮放';this.style.cursor='hand'}"onclick="if(!this.resized){returntrue;}else{window.open('http://u.dianyuan.com/bbs/u/59/1899531195456084.jpg');}"onmousewheel="returnimgzoom(this);">13.串聯(lián)諧振_飽和變壓器升降壓模式[圖片]500){this.resized=true;this.width=500;this.alt='這是一張縮略圖，點(diǎn)擊可放大。\n按住CTRL，滾動鼠標(biāo)滾輪可自由縮放';this.style.cursor='hand'}"onclick="if(!this.resized){returntrue;}else{window.open('http://u.dianyuan.com/bbs/u/61/1899531200384071.jpg');}"onmousewheel="returnimgzoom(this);">14.推挽變換器的軟開關(guān)方案[圖片]500){this.resized=true;this.width=500;this.alt='這是一張縮略圖，點(diǎn)擊可放大。\n按住CTRL，滾動鼠標(biāo)滾輪可自由縮放';this.style.cursor='hand'}"onclick="if(!this.resized){returntrue;}else{window.open('http://u.dianyuan.com/bbs/u/59/1899531195456140.jpg');}"onmousewheel="returnimgzoom(this);">. 在次級輸出回路上實(shí)施頻率追蹤. 在初級輸入回路上實(shí)施ZVS動態(tài)死區(qū)1899531195456402.doc15.RCC軟開關(guān)方案 [圖片]500){this.resized=true;this.width=500;this.alt='這是一張縮略圖，點(diǎn)擊可放大。\n按住CTRL，滾動鼠標(biāo)滾輪可自由縮放';this.style.cursor='hand'}"onclick="if(!this.resized){returntrue;}else{window.open('http://u.dianyuan.com/bbs/u/59/1899531195456180.jpg');}"onmousewheel="returnimgzoom(this);">《ZVS軟開關(guān)RCC對比NCP1207》http://bbs.dianyuan.com/topic/19023416.有源容性邊沿處理回路 [圖片]500){this.resized=true;this.width=500;this.alt='這是一張縮略圖，點(diǎn)擊可放大。\n按住CTRL，滾動鼠標(biāo)滾輪可自由縮放';this.style.cursor='hand'}"onclick="if(!this.resized){returntrue;}else{window.open('http://u.dianyuan.com/bbs/u/59/1899531195455753.jpg');}"onmousewheel="returnimgzoom(this);">《一種軟開關(guān)電源的設(shè)計(jì)和研究》1899531195456721.pdf17.有源感性邊沿處理回路.利用一個(gè)有源輔助電感來彌補(bǔ)負(fù)載回路ZVS換相能量的不足;[圖片]500){this.resized=true;this.width=500;this.alt='這是一張縮略圖，點(diǎn)擊可放大。\n按住CTRL，滾動鼠標(biāo)滾輪可自由縮放';this.style.cursor='hand'}"onclick="if(!this.resized){returntrue;}else{window.open('http://u.dianyuan.com/bbs/u/62/1899531202121260.jpg');}"onmousewheel="returnimgzoom(this);">18.變頻器PWM軟開關(guān)“輔助諧振轉(zhuǎn)換極結(jié)構(gòu)”有源感性輔助換相回路,主要工作在邊沿過程上;[圖片]500){this.resized=true;this.width=500;this.alt='這是一張縮略圖，點(diǎn)擊可放大。\n按住CTRL，滾動鼠標(biāo)滾輪可自由縮放';this.style.cursor='hand'}"onclick="if(!this.resized){returntrue;}else{window.open('http://u.dianyuan.com/bbs/u/59/1899531195455837.jpg');}"onmousewheel="returnimgzoom(this);">《大功率諧振過渡軟開關(guān)技術(shù)變頻器研究》1899531195456607.rar19.邊沿諧振升、降壓模式[圖片]500){this.resized=true;this.width=500;this.alt='這是一張縮略圖，點(diǎn)擊可放大。\n按住CTRL，滾動鼠標(biāo)滾輪可自由縮放';this.style.cursor='hand'}"onclick="if(!this.resized){returntrue;}else{window.open('http://u.dianyuan.com/bbs/u/82/1899531255221301.jpg');}"onmousewheel="returnimgzoom(this);">《Boost電路的一種軟開關(guān)實(shí)現(xiàn)方法》1899531255221031.doc20.自診斷的實(shí)現(xiàn)電壓型自診斷[圖片]500){this.resized=true;this.width=500;this.alt='這是一張縮略圖，點(diǎn)擊可放大。\n按住CTRL，滾動鼠標(biāo)滾輪可自由縮放';this.style.cursor='hand'}"onclick="if(!this.resized){returntrue;}else{window.open('http://u.dianyuan.com/bbs/u/59/1899531195455559.jpg');}"onmousewheel="returnimgzoom(this);">靜態(tài)時(shí)P1、P2均為低電平,說明IGBTQ1、Q2阻斷正常短脈沖開啟Q1對應(yīng)的P1變?yōu)楦唠娖?說明IGBTQ1導(dǎo)通正常Q1測試完畢短脈沖開啟Q2對應(yīng)的P2變?yōu)楦唠娖?說明IGBTQ2導(dǎo)通正常Q2測試完畢21.本機(jī)操作系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)、通訊的實(shí)現(xiàn)、以及恒壓、恒流、焊接程式等的實(shí)現(xiàn)可以在基本控制器的基礎(chǔ)上添設(shè)上機(jī)可以添設(shè)串口通信轉(zhuǎn)換接口可以添設(shè)顯示器及鍵盤驅(qū)動口這些都是連篇廢話,各位肯定比我精明......實(shí)現(xiàn)目標(biāo)的基礎(chǔ)問題1.實(shí)現(xiàn)在重功率下深度諧振,降低換向時(shí)開關(guān)應(yīng)力,并實(shí)施頻率追蹤以充分降低串聯(lián)諧振回路的復(fù)阻抗來降低無功功率;2.實(shí)現(xiàn)在幾乎所有情況下,換向時(shí)負(fù)載回路都呈感性;3.實(shí)現(xiàn)在不同負(fù)載下的動態(tài)死區(qū)調(diào)節(jié),以減少空載、小載下的接通損耗;實(shí)際上難以克服的困難:1.諧振回路的問題很多 a.諧振電容器發(fā)熱嚴(yán)重,電壓也很高,經(jīng)常爆漿、炸裂 b.電感器的繞組因趨膚效應(yīng)導(dǎo)致異常發(fā)熱嚴(yán)重 c.電感器使用閉磁路不能實(shí)現(xiàn),開磁路又對周圍元件影響嚴(yán)重 d.電感器用鐵粉芯類磁芯無法連續(xù)工作 e.電感器用鐵氧體類磁芯太易于飽和 f.借助于油浸、銅管水冷,可以解決問題但是結(jié)構(gòu)復(fù)雜;2.當(dāng)負(fù)載抖動嚴(yán)重時(shí),變壓器時(shí)常工作處于飽和邊界之外,發(fā)出難以忍受的尖叫聲音3.當(dāng)需要實(shí)現(xiàn)的目標(biāo)功率小時(shí)就很不劃算:控制本身復(fù)雜、用料成本高、體積也不能做太小選擇串聯(lián)諧振的理由:1.重功率變換的必經(jīng)之路,靜電除塵、高頻點(diǎn)焊、功率超聲等唯一可選電路結(jié)構(gòu)2.可靠性高3.功率可擴(kuò)展性強(qiáng),功率輕松擴(kuò)展到兆瓦級,理由是很容易通過多個(gè)獨(dú)立諧振回路多相合成,均流誤差<5%我個(gè)人的主觀傾向:1.在大、中等功率下是最易于實(shí)現(xiàn)高可靠性的電路結(jié)構(gòu),出于可靠性考慮奮斗路程較短2.比較易于結(jié)合數(shù)控,電路結(jié)合數(shù)控后有很多特色,如調(diào)頻、離散、多相合成等3.我所開發(fā)的某幾種機(jī)器別無選擇地應(yīng)用這一結(jié)構(gòu),我也就比較熟悉一些,有親近感4.我看待產(chǎn)品設(shè)計(jì)的側(cè)重:性能>可靠性>可擴(kuò)展性>成本 luyuc實(shí)驗(yàn)室 細(xì)節(jié)陸續(xù)刊出、實(shí)驗(yàn)繼續(xù)中www.luyuc.com QQ:6231403
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500) {this.resized=true; this.width=500; this.alt='這是一張縮略圖，點(diǎn)擊可放大。\n按住CTRL，滾動鼠標(biāo)滾輪可自由縮放';this.style.cursor='hand'}" onclick="if(!this.resized) {return true;} else {window.open('http://u.dianyuan.com/bbs/u/58/2096441191504945.jpg');}" onmousewheel="return imgzoom(this);">