基于UC3637雙PWM控制器逆變控制電路的應用

設計要點

基于UC3637的特點，電路組成和基本功能之后，即可具體設計逆變控制電路了。以下僅介紹幾個關鍵電路單元的設計方法。

死區時間td

逆變主電路通常有半橋、單相全橋、三相橋等幾種基本形式。功率開關管的開通和關斷都需要時間，所以上下橋臂之間必須留有適當的死區時間，這關系到逆變主電路的安全。UC3637的死區設置是相當靈活的，可以在很寬的范圍內調整。

圖3(a)為死區時間示意圖，圖3(b)為外圍元件的連接電路。經過推導和合理的近似，各參數之間有如下關系：

(a) 死區時間示意圖

(b) 外 圍 電 路 圖

圖3 雙PWM比較器

td=t2-t1=〔(+VR/2)-(-VR/2)〕Ts/2VTH (1)

Ts=1/fs=Is/2CT〔(+VTH)-(-VTH)〕 (2)

Is=〔(+VTH)-(-VTH)〕/RT (3)

+VTH=(-Vs)+〔(+Vs)-(-Vs)〕(R2+R1)/(R1+R2+R1) (4)

-VTH=(-Vs)+〔(+Vs)-(-Vs)〕R1/(R1+R2+R1) (5)

在逆變控制設計中，有些參數是可以首先確定下來的。例如開關頻率fs，橋臂的死區時間td(根據開關器件的開關特性)，三角波的峰值轉折電壓+VTH和-VTH等。±VTH的范圍應限制在±Vs2V之間。實際的±VTH可根據調制波的最大可能值而定，調制波的最大可能值可依據PID的供電狀況及動態范圍確定。調制波的幅值確定之后，隨之可定±VTH。再依據上述各關系式，不難解出其它各參數。若對于一個逆變系統要求：Vs=±15V，td=3μs，fs=30kHz，正弦波調制信號的最大可能值Vsm=4V。

取±VTH=±4V，根據以上各式可算得CT=1.04×10-9F(取CT=1000pF)，RT=38kΩ(取 RT=39kΩ)，VR=1.44V。當調制正弦波為零時，VR/R4≈(Vs-VR)/R3，取R4=5kΩ，則R3=47kΩ。理論計算的數值在應用中還需進行適當的修正。

頻率調節控制

作為逆變電源還要求輸出頻率fo在一定的范圍內連續可調。比如fo=400Hz的電源在±30Hz范圍內可調。如上所述，UC3637三角波振蕩頻率由±VTH，CT，RT決定，當±VTH確定之后，一般不再作為可調量(因為三角波作載波應當恒幅)，則調節RT比較容易實現，電路如圖4所示。

圖4 逆變器變頻調節

圖5 輸 出 電 路 調 節 電 路