抑制偏磁的简单电路拓扑及其工作原理

抑制偏磁的简单电路拓扑及其工作原理

    如图2所示，在PWM全桥逆变电源输出端，采用通过霍尔电压传感器(HL)隔离的差动高阻积分电路，通过此电路可直接地实时检测桥端输出电压脉冲列uAB的直流分量，图2中积分环节输出电压um波形如图3中所示，为标准的三角波（暂不考虑死区）。其上升时间即为ugs1的脉宽（亦即S1及S2的开通时间），并且以固定的du/dt上升。其下降时间为ugs2的脉宽（即S3及S3的开通时间）。控制电路补偿过程如下：以ugs1为参考脉冲方波(固定的脉宽及占空比D，且50％>D>40％)，控制S1及S2的通断；而以ugs2为可调脉冲方波去控制S3及S4。在一个基波周期内，C1充电时间和充电速度固定，其充电量亦确定，此充电量确定了放电过程的时间，亦即ugs2的占空比。由此可见，S3及S4的开通时间由S1及S2的开通时间决定，其结果是消除了高频变压器中的直流分量。假设某种原因导致ugs1的D变大，则S1及S2管的导通时间变长，C1中充电量增大，其放电时间相应变长，从而使ugs2的占空比增大，S3及S4的开通时间也增大，从而达到了消除直流分量的目的。反之亦然。
    在设计中需要注意以下事项。
    1）霍尔电压传感器
    （1）对于电压测量，原边电流与被测电压之比一定要通过一个外部电阻Ri来确定，并串联在传感器原边电路，为使传感器达到最佳精度，应尽量精确选择Ri的大小，使输入电流为10mA为佳。
    （2）考虑到初级线圈内阻(与Ri相比，为保持温差尽可能低)和隔离，此传感器适用于测量10～500V电压。Ri的功率为所测试电压乘以0.01后的4倍以上，以确保测量电阻的稳定性。
    2）控制电路部分
    （1）积分电容器C1应选用泄漏电阻大的电容器来减少积分误差。C2应满足可以滤除基波及基波以上的交流分量。

（2）在应用中应该注意，比较电平是不可能为零的（由于器件性能的影响，三角波不可能降为零），为了使比较器可靠性高，应使比较电平略大于三角波的最小值。由于上述原因，造成的脉宽ugs1比ugs2的稍窄，可通过调节彼此的死区时间来给予一定程度的补偿。
    （3）ugs2的死区时间通过R6、R7、C3及一对二极管组成充放电回路和比较放大器产生，ugs1的死区时间通过R10、R11、C4及一对二极管组成充放电回路和比较放大器产生。通过适当调节比较放大器的比较电平补偿ugs2损失的部分占空比。