直流電機(jī)優(yōu)化控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)(三)

2) 輸出上拉電阻選擇。

由于MOSFET驅(qū)動(dòng)電壓為10-20V，這里我們?nèi)?5V，因此V1對(duì)該路驅(qū)動(dòng)地G1的電壓即為15V。由于6N137工作電壓為5V，最大不能超過(guò)7V，因此需進(jìn)行穩(wěn)壓處理。6N137工作電流為50mA，因此選用了TO-92封裝的5V穩(wěn)壓芯片LM78L05，該芯片輸出電流為100mA，完全能夠滿(mǎn)足要求，且體積小。由于光耦輸出與輸入反相，為使其驅(qū)動(dòng)信號(hào)與輸入信號(hào)同相，加入Q2組成的反相器Q2同時(shí)也起著增加驅(qū)動(dòng)能力的作用。Q2的基極偏置電阻R2的選擇即要滿(mǎn)足光耦輸出三極管快速開(kāi)關(guān)的要求，也要避免對(duì)Q2驅(qū)動(dòng)不足。過(guò)大時(shí)會(huì)使上升沿變慢，過(guò)小時(shí)Q2不能完全飽和導(dǎo)通，都將對(duì)驅(qū)動(dòng)產(chǎn)生不利。綜合考慮，選擇10kΩ。

二極管D2和電容C10并聯(lián)后，串入Q2的發(fā)射極，用于加快Q2的關(guān)斷過(guò)程，使上升沿陡峭，以減小MOSEFT的開(kāi)關(guān)損耗。MOSFET的柵極驅(qū)動(dòng)采用互補(bǔ)的三極管S8050和S8550構(gòu)成圖騰柱式輸出，輸出內(nèi)阻小，開(kāi)關(guān)速度快，并且能提供較大的充電電流。該三極管最大電流為1.5A，TO92封裝，可滿(mǎn)足要求。

3.5 驅(qū)動(dòng)電源設(shè)計(jì)

3.4.1 驅(qū)動(dòng)電源要求及電路形式

根據(jù)H橋的工作特點(diǎn)，采用隔離驅(qū)動(dòng)時(shí)，最少需要3路相互隔離的驅(qū)動(dòng)供電電源。且還要在輸入電壓在18-30V波動(dòng)時(shí)，驅(qū)動(dòng)電源電壓都應(yīng)穩(wěn)定在15V不變。這一功能由開(kāi)關(guān)電源來(lái)實(shí)現(xiàn)。開(kāi)關(guān)電源最突出的特點(diǎn)是體積小，效率高，不足之處是輸出紋波較大、干擾和噪聲都比較嚴(yán)重。對(duì)于本系統(tǒng)，驅(qū)動(dòng)電源的主要要求是能穩(wěn)壓和隔離，紋波可以通過(guò)加大濾波電容和濾波電感來(lái)得到改善。

開(kāi)關(guān)電源形式有多種，考慮到電路結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性和制作的難易程度，我們選擇由SG3525構(gòu)成的推挽式隔離DC-DC。

SG3525是用于驅(qū)動(dòng)N溝道功率MOSFET的電流型PWM控制器。結(jié)構(gòu)上有電壓環(huán)和電流環(huán)雙環(huán)，因此，無(wú)論開(kāi)關(guān)電源的電壓調(diào)整率、負(fù)載調(diào)整率和瞬態(tài)響應(yīng)特性都較提高，是比較理想的PWM控制器。

SG3525內(nèi)部結(jié)構(gòu)原理圖如圖3-7所示。

圖 3-7 SG3525內(nèi)部結(jié)構(gòu)原理圖

DIP封裝的SG3525各引腳功能描述如下：

1.Inv.input(引腳1)：誤差放大器反向輸入端。

2.Noninv.input(引腳2)：誤差放大器同向輸入端。

3.Sync(引腳3)：振蕩器外接同步信號(hào)輸入端。

4.OSC.Output(引腳4)：振蕩器輸出端。