变频驱动(VFD)是一种应用变频技术和微电子技术,通过改变电机的工作电源频率来控制交流电机的电力控制装置。
转换器开关电源示意图
变频器开关电源的工作原理如图5-1 (a)所示。当开关S闭合时,电源E通过S对C充电,并在C上获得正的较高电压和负的较低电压。当开关S断开时,C向后续电路(未示出)放电。如果开关S长时间闭合,电源E长时间给C充电,C两端电压为u .会上升,反之,如果S闭合时间短,电源E给C充电时间短,C上充电少,C两端电压会下降。可以看出,可以通过改变开关的闭合时间来改变输出电压。
在实际的开关电源中,开关S通常用三极管代替,如图5-1 (b)所示。三极管称为开关管,在开关管的基极加一个控制信号(激励脉冲)来控制开关管的通断。当控制信号的高电平送到开关管的基极时,开关管的基极电压会上升而导通,VT的C、E极相当于短路,电源E通过VT的C、E极给C充电;当控制信号的低电平到来时,VT的基极电压下降并关断,VT的C、E极相当于开路。c向后续电路放电。如果开关管基极的控制信号高电平持续时间长,低电平持续时间短,电源E长时间给C充电,C短时间放电,C两端的电压就会上升。
如果输入电源E因为某些原因下降,为了保持输出电压不变,可以把送到VT基极的脉冲做得更宽(即脉冲的高电平时间更长),VT导通时间更长。即使电源E下降,C两端的电压也不会因为E的下降而下降。
可以看出,通过控制开关管的通断时间,可以改变或稳定输出电压,开关电源就是靠这个原理工作的。送到开关管基极的脉冲宽度可变的信号称为PWM脉冲,即脉宽调制。
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