滞环比较器及其在电力电子中的应用
滞环电流控制
滞环电流控制一、什么是滞环电流控制？滞环电流控制（Hysteresis Current Control）是一种用于交流电机驱动器的控制技术。
它通过对电机的电流进行高速开关，以保持恒定的输出电压和频率。
滞环电流控制可以实现高效率、高精度和低噪音的交流电机驱动。
二、滞环电流控制的工作原理1. 滞环控制器滞环控制器是一个比较简单的闭环反馈系统，它由一个比较器和一个滞环宽度调节器组成。
比较器将参考信号与反馈信号进行比较，并产生误差信号。
误差信号经过一个滞环宽度调节器后，用于驱动开关管。
2. 三相桥式逆变器三相桥式逆变器是将直流输入转换为三相交流输出的设备。
它由六个开关管组成，每个开关管都有两个状态：开和关。
通过对这些开关管进行高速切换，可以获得恒定幅值和频率的交流输出。
3. 交流电机交流电机是一种将电能转换为机械能的设备。
它由旋转部分和固定部分组成。
旋转部分包括转子和轴承，固定部分包括定子和绕组。
交流电机的运行原理是基于磁场相互作用的。
三、滞环电流控制的优点1. 高效率滞环电流控制可以实现高效率的交流电机驱动。
它通过对电机的电流进行高速开关，以保持恒定的输出电压和频率。
这种控制技术可以减少能量损失，提高系统效率。
2. 高精度滞环电流控制可以实现高精度的交流电机驱动。
它可以快速响应负载变化，并保持稳定的输出功率和转速。
这种控制技术可以提高系统性能，降低维护成本。
3. 低噪音滞环电流控制可以实现低噪音的交流电机驱动。
它通过对电机的电流进行高速开关，减少了噪音和振动。
这种控制技术可以提高系统可靠性，增强用户体验。
四、滞环电流控制在工业领域中的应用1. 传送带系统传送带系统是一种用于输送物料或产品的设备。
它通常由电机、减速器和传动带组成。
滞环电流控制可以实现高精度的传送带系统驱动，确保物料或产品的稳定输送。
2. 水泵系统水泵系统是一种用于输送水或其他液体的设备。
它通常由电机、泵和管道组成。
滞环电流控制可以实现高效率的水泵系统驱动，减少能量损失，提高系统效率。
滞回比较器及其电压传输特性
滞回比较器及其电压传输特性
单限电压比较器电路简洁，灵敏度高，但抗干扰力量差。
当输入电压信号接近阀值电压时，很简单因微小的干扰信号而发生输出电压的误调变。
为了克服这一缺点，应使电路具有滞回的输出特性，提高抗干扰的力量。
图1（a）是一个滞回比较电路，图1（b）是其电压传输特性。
图1 滞回比较器及其电压传输特性
电路引入了正反馈，运放工作在非线性区，电路的输出电压有两种取值，即uo=±UZ，依据电路可以得出同相输入端电压为
(1) 由于电路中ui=un，令up=un，求得ui就是电路的阀值电压UT，即
(2) 假设
(3)(4) 假设uiUT1，无论同相输入端电压为up= UT1或up= UT2，那么肯定有un小于up，因而uo=+UZ，所以此时up= UT2。
只有当输入电压ui增大到UT2，再增大一个无穷小量时，输出电压uo才会从+UZ 跃变为﹣UZ。
同理，假设uiUT2，无论同相输入端电压为up= UT1或up= UT2，那么肯定有un大于up，因而uo= -UZ，所以此时up= -UT2。
只有当输入电压ui减小到UT1，再减小一个无穷小量时，输出电压uo才会从﹣UZ跃变为+ UZ。
可见，uo从+UZ跃变为﹣UZ与uo从﹣UZ跃变为+ UZ的阀值电压是不同的，电压传输特性如图1（b）所示。
从电压传输特性曲线上可以看出，当UT1ui UT2时，uo可能是+ UZ ，
也可能是﹣UZ。
假如ui是从小于UT1的值渐渐增大到UT1 ui+UT2 ，那么uo应为+ UZ；假如ui是从大于+ UT2的值渐渐减小到UT1 ui + UT2，那么uo应为﹣UZ；曲线具有方向性，如图1（b）中所标注。
滞环比较器原理
滞环比较器原理
滞环比较器是一种控制系统中常用的电子元件，用于比较两个输入信号的幅值大小，并根据比较结果输出高或低电平。
它的工作原理基于滞环效应，即其中一个输入信号称为正相输入，另一个输入信号称为负相输入。
滞环比较器通常由一个比较器和一个滞环电路组成。
比较器接收两个输入信号，并将它们的幅值进行比较。
当正相输入信号的幅值大于负相输入信号的幅值时，比较器输出高电平；反之，当正相输入信号的幅值小于负相输入信号的幅值时，比较器输出低电平。
然而，由于信号存在噪声和抖动等不稳定因素，可能会导致比较结果出现临界状态的反复切换。
为了解决这个问题，滞环电路被引入到滞环比较器中。
滞环电路通过在比较器的输出端连接一个正反馈回路来实现。
当比较器输出高电平时，正反馈回路将会增加负相输入信号的幅值，使得比较器更加稳定地保持高电平输出。
反之，当比较器输出低电平时，正反馈回路将减小负相输入信号的幅值，从而稳定地保持低电平输出。
滞环比较器在许多应用中发挥重要作用，例如在模拟电路中用于电压控制开关、振荡器和触发器等。
它的核心原理是通过滞环效应实现了对输入信号幅值的稳定比较，从而实现了精确的控制和判断。
滞回比较器详解
滞回比较器关于比较器滞回的讨论需要从“滞回”的定义开始, 与许多其它技术术语一样, “滞回”源于希腊语, 含义是“延迟”或“滞后”, 或阻碍前一状态的变化。
工程中, 常用滞回描述非对称绝大多数比较器中都设计带有滞回电路, 通常滞回电压为5mV到10mV。
内部滞回电路可以避免由于输入端的寄生反馈所造成的比较器输出振荡。
但是内部滞回电路虽然可以使比较器免于自激振荡, 却很容易被外部振幅较大的噪声淹没。
这种情况下需要增加外部滞回, 以提高系统的抗干扰性能。
首先, 看一下比较器的传输特性。
图1所示是内部没有滞回电路的理想比较器的传输特性, 图2所示为实际比较器的传输特性。
从图2可以看出, 实际电压比较器的输出是在输入电压(VIN)增大到2mV时才开始改变。
图1. 理想比较器的传输特性图2. 实际比较器的传输特性运算放大器在开环图3. 无滞回电路时比较器输出的模糊状态和频繁跳变举个例子, 考虑图4所示简单电路, 其传输特性如图5所示。
比较器的反相输入电压从0开始线性变化,由分压电阻R1、R2构成正反馈。
当输入电压从1点开始增加(图6), 在输入电压超过同相阈值VTH+ = VCCR2/(R1 + R2)之前, 输出将一直保持为VCC。
在阈值点, 输出电压迅速从VCC跳变为VSS,因为, 此时反相端输入电压大于同相端的输入电压。
输出保持为低电平, 直到输入经过新的阈值点5 ,?VTH- = VSSR2/(R1 + R2)。
在5点, 输出电压迅速跳变回VCC, 因为这时同相输入电压高于反相输入电压。
?图4. 具有滞回的简单电路图5. 图4电路的传输特性图6. 图4电路的/输出电压波形图4所示电路中的输出电压VOUT与输入电压VIN的对应关系表明, 输入电压至少变化2VTH 时, 输出电压才会变化。
因此, 它不同于图3的响应情况(放大器无滞回), 即对任何小于2VTH的噪声或干扰都不会导致输出的迅速变化。
在实际应用中, 正、负电压的阈值可以通过选择适合的反馈设置。
比较器的选型与滞回比较器的应用（学术论文）
比较器的选型与滞回比较器的应用比较器，是一种非线性电路，其基本工作原理与运算放大器相同，都是以较大增益将同相与反向端子间差模电压进行放大并输出。
但比较器与运算放大器在结构上最大的不同就是比较器没有相位补偿电容，这一不同点体现在比较器性能方面有两点：①一般情况下，比较器的响应速度比运算放大器要快的多；②加负反馈时会产生振荡。
我们公司常用的比较器是LM339，在使用的过程中发现其上升沿很缓，且在加滞回的情况下确实可以减小噪声的干扰但响应时间会变长。
下面讨论不同输入信号、供电电压等情况下，比较器的选型和滞回比较器应用的影响。
对比较器的选型一般考虑以下几个方面：①电源电压条件，如LM139的供电电压范围是2—36V，TLV7211的供电电压范围是2.7—16V,TLV3502的供电电压范围是2.7V—5.5V；②响应时间，一般的通用比较器的响应时间都在us级，也就是输入的最大频率在几十到几百千赫兹之间，但是高速的比较器一般在ns级，如TLV3502的响应时间是4.5ns；③输出形式，大致有三种类型：集电极开路（如LM139）、互补式射级跟随器和图腾柱式（如TLV7211）；④上升时间与下降时间，这个参数在有些比较器的Datasheet中没有（如LM339,实验证明其上升时间较长、波形较缓），如TLV7211的上升时间与下降时间在10kHz，输入端压差为10mV 的情况下是0.3us。
当然在某些特定的场合的应用还需要考虑其消耗功率、工作温度等等。
有些信号受噪声的影响很大，输出的波形不规则，因此引入了滞回比较器用其尽量减小噪声的影响。
滞回电路图及分析如图1所示。
这种电路输入信号中即使叠加有噪声，若噪声电平在滞回范围以内，输出就不会发生称为多重触发的误动作。
图1 滞回比较电路如图1所示，滞回电路中R1、R2会影响比较器的响应时间，导致输出信号延迟于输入信号的时间变长。
通过实验验证LM339的滞回比较，在允许通过的频率范围内，当R1=510kΩ，R2=1MΩ时，响应时间是2us；当R1=5.1kΩ，R2=10kΩ时，响应时间是0.8us；当没有滞回比较时，响应时间是0.4us。
滞回比较器
第一部分模拟电子课程设计目录1 课程设计的目的与作用 (1)1.1设计目的、主要任务及设计思想 (1)1.2设计作用 (1) (1) (1)2 设计任务及所用multisim软件环境介绍 (1)2.1设计任务 (1)2.2 Multisim软件环境介绍： (1)3 电路模型的建立 (2)3 .1滞回比较器 (2)3 .2双限比较器 (2)4 理论分析及计算 (2)4 .1滞回比较器理论分析及计算 (2)4 .2双限比较器 (4)5 仿真结果分析 (5)5 .1滞回比较器 (5)5 .2双限比较器 (5)6 设计总结和体会 (6)7 参考文献........................................................................... ............................................................................. (6)1 课程设计的目的与作用1.1设计目的、主要任务及设计思想根据设计要求完成对滞回比较器和双限比较器的设计，进一步加强对模拟电子技术的理解。
了解比较器的工作原理，掌握外围电路设计与主要性能参数的测试方法。
1.2设计作用：又称施密特触发器，其抗干扰能力强，如果输入电压受到干扰或噪声的影响，在门限电平上下波动，而输出电压不会在高、低两个电平间反复的跳动。
在实际工作中，有时需要检测输入模拟信号的电平是否处在两个给定的电平之间，此时要求比较器有两个门限电平，这种比较器称为双限比较器。
2设计任务及所用multisim软件环境介绍2.1设计任务初步了解和掌握滞回比较器和双限比较器的设计、调试过程，能进一步巩固课堂上学到的理论知识，了解滞回比较器和双限比较器的工作原理2.2 Multisim软件环境介绍Multisim是美国国家仪器（NI）有限公司推出的以Windows为基础的仿真工具，适用于板级的模拟/数字电路板的设计工作。
什么是滞回比较器
什么是滞回比较器滞回比较器又称施密特触发器，迟滞比较器。
这种比较器的特点是当输入信号ui逐渐增大或逐渐减小时，它有两个阈值，且不相等，其传输特性具有“滞回”曲线的形状。
长期以来，模拟比较器的使用一直处在它的“同伴”――运算放大器的阴影之中。
关于于比较器滞回的讨论需要从“滞回”的定义开始，与许多其它技术术语一样，“滞回”源于希腊语，含义是“延迟”或“滞后”，或阻碍前一状态的变化。
工程中，常用滞回描述非对称操作，比如，从A到B和从B到A是互不相同。
在磁现象、非可塑性形变以及比较器电路中都存在滞回。
绝大多数比较器中都设计带有滞回电路，通常滞回电压为5mV到10mV。
内部滞回电路可以避免由于输入端的寄生反馈所造成的比较器输出振荡。
但是内部滞回电路虽然可以使比较器免于自激振荡，却很容易被外部振幅较大的噪声淹没。
用带有内部滞回电路的比较器代替开环运算放大器能够抑制输出的频繁跳变和振荡。
或在比较器的正反馈电路中增加外部滞回电路，正反馈的作用是确保输出在一个状态到另一个状态之间快速变化，使比较器的输出的模糊状态时间达到可以运算放大器在开环状态下可以用作比较器，但是一旦输入信号中有少量的噪声或干扰，都将会在两个不同的输出状态之间产生不期望的频繁跳变。
用带有内部滞回电路的比较器代替开环运算放大器能够抑制输出的频繁跳变和振荡。
或在比较器的正反馈电路中增加外部滞回电路，正反馈的作用是确保输出在一个状态到另一个状态之间快速变化，使比较器的输出的模糊状态时间达到可以忽略的水平，如果在正反馈中加入滞回电路可减缓这种频繁跳变。
首先，看一下比较器的传输特性。
图2-1所示是内部没有滞回电路的理想比较器的传输特性，图2-2所示为实际比较器的传输特性。
从图2-1可以看出，实际电压比较器的输出是在输入电压（VIN）增大到2mV时才开始改变。
滞回比较器部分如图2.2在任意电平比较器中，如果将集成运放的输出电压通过反馈支路加到同相输入端，形成正反馈，就可以构成滞回比较器，所示。
什么是电流跟踪型PWM变流电路？采用滞环比较方式的电流跟踪型变流器有何特点？
什么是电流跟踪型PWM变流电路？采用滞环比较方式的电流跟踪型变流器有何特点？
电流跟踪型PWM变流电路是一种通过跟踪负载电流来控制输出电流的电路。
它通常用于要求精确控制和调节负载电流的应用，如电动机驱动、电源适配器等。
采用滞环比较方式的电流跟踪型变流器具有以下特点：
1.滞环比较方式：滞环比较方式是一种在电流跟踪型PWM
变流器中常用的控制方法。
该方式通过将参考电流与实际
负载电流进行比较，并应用滞回控制算法，调整PWM信
号的占空比，使输出电流跟踪参考电流。
2.高精度电流控制：滞环比较方式的电流跟踪型变流器具有
高精度的电流控制能力。
通过将滞环比较器设置为合适的
阈值，可以实现对输出电流的精确控制和调节。
该方式适
用于对负载电流要求较高的应用，能够实现精确的负载电
流跟踪和控制。
3.快速响应性能：采用滞环比较方式的电流跟踪型变流器具
有快速的响应速度。
由于滞环比较器能够快速调整PWM
信号的占空比，以响应负载电流的变化，因此可以实时动
态调整输出电流，并具有较好的过载能力和动态响应性能。
4.抗负载波动能力强：滞环比较方式的电流跟踪型变流器通
过及时调整PWM信号的占空比来跟踪负载电流，具有较
强的抗负载波动能力。
即使在负载电流发生变化的情况下，
也能够迅速调整输出电流，使其保持稳定。
需要注意的是，滞环比较方式的电流跟踪型变流器可能存在一些不足之处，如可能引入更多谐波成分和较高的开关频率。
因此，在应用中需要综合考虑设计需求和性能要求，选择合适的控制策略和优化方法，以实现最佳的电流跟踪和控制效果。
上行滞回比较器电路
上行滞回比较器电路上行滞回比较器电路是一种常见的模拟电路，主要用于实现滞回比较器的功能。
滞回比较器是一种非线性电路，可以输出一个方波信号。
当输入信号大于或小于某一值时，输出信号为高电平；当输入信号在另一范围内时，输出信号为低电平。
这种电路广泛应用于各种电子设备和系统中，如通信、控制、测量等。
上行滞回比较器电路的工作原理是：当输入信号大于或小于参考电压时，输出信号为高电平；当输入信号在参考电压的两侧一定范围内时，输出信号保持不变。
这种电路的特点是具有滞回功能，即当输入信号在参考电压附近波动时，输出信号能够保持不变，避免了因输入信号的小幅度变化而引起输出信号的不必要切换。
上行滞回比较器电路的结构一般由运算放大器、电阻和电容等元件组成。
其工作原理是基于运算放大器的特性，通过反馈和比较来实现滞回功能。
具体来说，运算放大器将输入信号与参考电压进行比较，当输入信号大于或小于参考电压时，运算放大器输出高电平；当输入信号在参考电压附近一定范围内波动时，运算放大器的输出保持不变。
这种滞回功能使得上行滞回比较器电路具有较好的抗干扰能力和稳定性。
上行滞回比较器电路的应用非常广泛。
在通信领域中，它可以用于调制解调、信号分离、载波恢复等；在控制系统中，它可以用于实现各种控制逻辑和算法；在测量领域中，它可以用于信号处理和数据采集。
此外，上行滞回比较器电路还可以用于电机控制、音响系统、生物医学等领域。
上行滞回比较器电路的参数和性能指标对其实用性有很大影响。
其中最重要的参数包括参考电压、滞回宽度、灵敏度等。
参考电压是决定比较器阈值的关键因素，滞回宽度则决定了电路的滞回特性，而灵敏度则反映了比较器对输入信号变化的响应速度和精度。
在实际应用中，需要根据具体需求选择合适的参数和性能指标。
总之，上行滞回比较器电路是一种常见的模拟电路，具有广泛的应用前景。
了解其工作原理、结构、参数和性能指标有助于更好地应用该电路于各种电子设备和系统中。
集成电压比较器 滞回比较器
集成电压比较器滞回比较器
集成电压比较器是一种电子元件，它可以将两个输入电压进行比较，并输出一个数字信号，表示哪个输入电压更高或更低。
滞回比较器是一种特殊的电压比较器，它具有迟滞特性，可以避免在输入电压接近阈值时产生频繁的切换。
集成电压比较器通常由运算放大器和一些附加电路组成。
运算放大器用于比较两个输入电压的大小，并输出一个数字信号。
附加电路可以提供迟滞特性，以避免在输入电压接近阈值时产生频繁的切换。
滞回比较器的工作原理是基于迟滞特性。
当输入电压超过阈值时，输出信号会发生切换，但当输入电压下降到阈值以下时，输出信号不会立即切换回来，而是会保持在原来的状态，直到输入电压再次超过阈值。
这种迟滞特性可以避免在输入电压接近阈值时产生频繁的切换，从而提高了比较器的稳定性和抗干扰能力。
集成电压比较器广泛应用于电子电路中，例如模数转换器、过压保护电路、电源管理电路等。
滞回比较器则常用于振荡器、波形发生器、定时器等电路中。
在选择集成电压比较器时，需要考虑其精度、速度、功耗、输入范围等因素。
同时，还需要考虑其是否具有迟滞特性以及迟滞量的大小。
滞回比较器的迟滞量通常可以通过外部电阻进行调整，以满足不同的应用需求。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
２００８年１１月 ＮＯＶ．２００８
汕头大学学报（自然科学版）
Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｓｈａｎｔｏｕ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ（Ｎａｔｕｒａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅ） 第２３卷第４期
Ｖ０１．２３ Ｎｏ．４
文章编号：１００１－４２１７（２００８）０４—００７１—０５
滞环比较器及其在电力电子中的应用 艾永乐，李端 （河南理ｒ大学电气工程与自动化学院，河南焦作４５４００３）
摘要：简述滞环比较器的概念和电路组成，通过Ｍｕｈｉｓｉｍ仿真软件对滞环比较器的性能进 行仿真和研究，并实例阐述滞环比较器在电力电子技术中电流控制方面的应用．研究结果表 明，滞环比较器是一个非常重要的功能模块，可用模拟、数字器件或软件编程实现．作为控 制器使用时，具有简便、易行等优点． 关键词：滞环比较器；回差值；仿真；电流控制器 中圈分类号：ＴＰ ２１４ 文献标识码：Ａ
０ 引 言 在信号处理与过程控制中，若采用差分比较器，对于缓慢变化的输人信号，当其 接近门限电平时，叠加在信号上的干扰信号会使比较器产生误翻转，这就是所谓的电 平比较器“振铃”现象．采用滞环比较器可有效解决这类问题，原因是：滞环比较器 具有两个门槛电压值，可以滤除一些干扰信号；利用滞环比较器设计的控制器应用于 控制方面时，有别于常规ＰＩ控制器的最大优点是它不依赖于被控对象的参数，即使 参数是时变的，整个系统的性能也不受影响．鉴于滞环比较器的优点，本文将围绕它 的基础知识展开讨论，并将其作为电流控制器应用于交流电机的调速系统中，以达到 预期目的． １基本概念和原理 １．１概念描述 “滞环特性”、“迟滞特性”和“滞回特性”虽提法不同，其实意义一致．该术语 最初出现在磁性材料的矫顽力上，随后在继电器的吸合与分断、线圈电流中也发现同 样的特性．它反映了物体所表现出的往返路径不一致，具有回差的特性．施密特【１１通 过自己设计的分离元件电子电路实现了这一特性，之后该电路就以他的名字命名为施 密特电路或施密特触发器，即滞环比较器．它的基本特征可以描述为：这个特定比较 器的正、反向反转电压值不同，出现回环，形成回差电压．随着半导体器件和集成电 路的出现，滞环比较器用硬件电路实现变得越来越容易脚．
收稿日期：２００８－０８·１５ 作者简介：艾永乐（１９６３－）。男，河南辉县人，教授，博士．Ｅ－ｍａｉｌ：ａｉｙｏｎｇｌｅ＠ｈｐｕ．ｅｄｕ．ｃａ 基金项目：河南省国际合作科研基金资助项目（０６４６６６０００６）；河南理工大学博士研究基金资助项目（６４８２０７） ７２ 汕头大学学报（自然科学版） 第２３卷 １．２电路构成及工作原理 在集成运算放大器电路的输出端与 同相输入端之间引入一个正反馈，从反 相输入端输入的反相滞环比较器电路如 图１（ａ）所示，其中 ｉ为反向端输人电压， 为同向端输人电压， 为输出电压， 为参考电压．它的滞回特性曲线如 图１（ｂ）所示．
“。 、Ｉ ｌ ｕ：１
（ａ）电路图 （ｂ）传输特性 图１滞环比较器原理
当“ｉ从０逐渐增大，且 ≤ 时， 。＝ ， ｕ：－糯＋
其中 称为上限阀值（触发）电平．当输入电压 ｉ≥ 时， 。： 二．此时触发电平变 为Ｕ＋，其值为： ＋ 其中Ｕ＋称为下限阀值（触发）电平．当 ｉ逐渐减小，在 ＝Ｕ＋以前，输出电压‰始终 等于 二． 定义回差电压ＡＵ如下：
△ ＝Ｕ＋－Ｕ（ 二一 二）·
１．３典型应用 为了提高对信号的处理能力和避免单 门限比较器的“振铃”现象，采用滞环比 较器对如图２所示的输入信号进行处理． 由图２的输出信号可以看出，滞环比较器 的使用提高了信号处理的抗干扰能力． ２性能仿真 本文采用Ｍｕｌｔｉｓｉｍ软件对滞环比较器 的性能进行仿真 ，以加深对其理解． Ｍｕｌｔｉｓｉｍ仿真软件是加拿大ｌＩＴ（Ｉｎｔｅｒａｃｔｉｖｅ Ｉｍａｇｅ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ）公司在２０世纪８Ｏ年代
０ ｈ ｜。 １ 、 ｆ 、＿， ’ ＝ｒ一一
ｕ二 一 ｆ
图２滞环比较器信号处理 后期推出的用于电子电路设计与仿真的ＥＤＡ软件．与其它电子电路设计软件相比， 它具有界面直观和操作方便等优点．创建电路时，元器件和测试仪器等均可直接从屏 幕上的元件库和仪器库中选取．电子电路的分析、设计与仿真工作都可通过点击鼠标 实现，大大提高了电子设计的质量和效率 ５】．下面分别对模拟和数字电子电路中典 型滞环比较器的性能进行仿真研究． 第４期 艾永乐等：滞环比较器及其在电力电子中的应用 ７３ ２．１模拟典型滞环比较器 在Ｍｕｌｔｉｓｉｍ ７的用户界面电路窗口中 创建如图３所示的滞环比较器电路．为了 与过零比较器的输出特性进行比较，在图 ３中正反馈支路串人了一个开关“ｊ１ Ｋｅｙ＝ Ａ”．开关打开时，电路为过零比较器； 开关闭合时，电路为滞环比较器．仿真结 果如图４所示【 ．从图４中可以发现，过 零比较器和滞环比较器的反转时刻明显不 样．同时从所设计的特殊输入信号 ＝ ５ｓｉｎ １２０ｍ ｔ＋７ｓｉｎ ３６０盯ｔ与输出信号之间 的关系可以发现，滞环比较器彻底避免了 所谓的“振铃”现象． ２．２数字典型滞环比较器 数字典型滞环比较器的仿真电路如图 ５所示．图５中ＣＯＮ端所接电容１０ ｐＦ起 滤波作用，用来提高比较器参考电压的可 靠性．ＲＳＴ清零端接高电平ＶＥｔ．将两个 比较器的输入端ＴＨＲ和ＴＲＩ连在一起， 作为施密特比较器的输入端． 启动仿真电路，通过示波器观测的电 路输入信号ＭＩ１＝１２ｓｉｎ １２０×３．１４ ＋８ｓｉｎ ３６０×３．１４ ｔ和输出信号Ｍ。。的波形如图６ （ａ）所示． 通过仿真测试得知，当输入信号为 ＝ １２ｓｉｎ １２０×３．１４ ｔ＋９．１７ｓｉｎ ３６０×３．１４ ｔ时， 滞环比较器处于临界“振铃”状态，如图 ６（ｂ）所示．这说明该滞环比较器的回差电 压是固定的，电路中没有可以用于调节回 差的元件参数． 无振铃
图３模拟滞环比较器 无振铃广～ 几 ｋ，、＼／、ｎ 厂＼／，、 ■—＿ｊｌ＼ Ｖ １，Ｌ 一 Ｖ Ｖ’Ｖ 开关闭合 开关打开 滞环比较器． 过零比较器
图４模拟滞环比较器仿真结果 －ＸＳＣＩ
图５数字滞环比较器 ｒ．］ 厂＿］ 。 “振铃”
（ａ）输人信号为ｕ 一时 （ｂ）输入信号为 时 图６数字滞环比较器仿真结果 ７４ 汕头大学学报（自然科学版） 第２３卷 ３在电力电子技术中的应用 与常规的ＰＩ控制器相比，滞环比较 器的控制非常简单，可以实时跟踪给定 信号，在功率器件开关频率很高时的响 应非常快，并且对被控对象及电路参数 变化不敏感．作为非线性控制器，它在 电力电子技术中获得广泛应用，通常情 图７滞环电流控制器
况下作为电流控制器．其实现框图如图７所示．工作时，它将对电流参考波形和实测 电流进行滞环比较，用比较的结果来决定逆变器桥臂上、下开关元件的导通和关断． 滞环电流控制器用模拟器件就可容易实现．此时的滞环宽度固定，但开关频率不 固定，高低悬殊，有时会出现很窄的脉冲和很大的电流尖峰，最高频率难以控制，易 超出器件开关频率的上限ｌ＂ｔ１． 随着计算机控制技术和新器件的问世，通过ＤＳＰ的软件编程来实现滞环电流控 制变得更加便利．用软件实现的滞环电流控制即为数字滞环电流器，它克服了模拟滞 环电流控制的缺点，滞环宽度可以根据控制精度和要求随时调节，避免了功率器件因 频率过高而受到损坏． 本文采用数字滞环电流控制器来实现对特殊电机相电流的单相全桥控制．给定电 流ｉｌ波形和实测电流ｉ：波形如图８所示．从实测电流波形可知，数字滞环电流控制器 完成了对给定电流的控制．
３．５ ＜ 、
３．５
／ ＼ ／ ＼０－２ ０．２５ ／ｏ ｓ ｏ：－ｏ． ｓ ‘／ｏ ＼
／
４ 结 论 （ａ）给定相
八 ．０５０＿１ ０＿
图８滞环电流控制器相电流波形 （ｂ）实测相 滞环比较器作为一个基本的功能模块，无论是在电子电路的信号处理还是控制方 面均获得了广泛的应用．本文就其基本概念、性能、仿真和应用等方面进行了探讨， 得到以下结论． １）从硬件电路上来说，滞环比较器可以用模拟集成运放器件实现，也可以用数 字器件５５５定时器完成，这主要取决于应用对象和成本．用数字集成器件５５５定时器 组成的滞环比较器精度高，但成本也高，回差电压值固定，不便于调节．
４ ０ ２ ０ 第４期 艾永乐等：滞环比较器及其在电力电子中的应用 ７５ ２）从整体上说，由硬件电路完成的滞环比较器回差值固定，调节时需要变动电 路中的元件参数，不利于电路的优化运行． ３）用软件完成的滞环比较器克服了硬件滞环比较器的缺点，调节方便，便于优 化运行，且不用考虑成本问题．但是，用软件完成的滞环比较器只能应用于控制方 面．
参考文献： ［１】康华光．电子技术基础［Ｍ】．北京：高等教育出版社，２００１． ［２】陈军，夏汉初，龚晶．电子技术基础实验（模拟电路部分）【Ｍ】．南京：解放军理工大学理学院，２００７． ［３】熊伟，侯传教，梁青，等．Ｍｕｌｔｉｓｉｍ ７电路设计及仿真应用［Ｍ］．北京：清华大学出版社，２００５． ［４］Ｄｏｎａｌｄ Ａ Ｎ．Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ ｃｕｒｅｕｉｔ ａｎａｌｙｓｉｓ ａｎｄ ｄｅｓｉｇｎ［Ｍ］．２ｎｄ ｅｄ．北京：清华大学出版社，２０００． ［５］Ｈｏｒｏｗｉｔｚ Ｐ，Ｈｉｌｌ Ｗ．Ｔｈｅ ａｒｔ ｏｆ ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ［Ｍ］．２ｎｄ ｅｄ．北京：清华大学出版社，２００３． ［６】王延才，赵德申．电工电子技术ＥＤＡ［Ｍ］．北京：机械工业出版社，２００３． ［７】顾文照，顾育芸．运放滞回比较电路在差动式温度控制中的应用研究［Ｊ］．数据采集与处理，１９９４ （９）：２７８—２８４．
Ｈｙｓｔｅｒｅｓｉｓ ａｎｄ Ｉｔｓ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｉｎ Ｐｏｗｅｒ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｉｒｃｕｉｔ ＡＩ Ｙｏｎｇ－ｌｅ，ＬＩ Ｄｕａｎ （Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ａｎｄ Ａｕｔｏｍａｔｉｏｎ，Ｈｅｎａｎ Ｐｏｌｙｔｅｃｈｎｉｃ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｊｉａｏｚｕｏ ４５４００３，Ｈｅｎａｎ，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ ｈｙｓｔｅｒｅｓｉｓ ａｓ ａｎ ｉｍｐｏｒｔａｎｔ ｏｂｊｅｃｔ ｉｓ ｅｘｐｌｏｒｅｄ ｉｎ ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ．Ｆｉｒｓｔｌｙ，ｔｈｅ ｃｏｎｃｅｐｔ ａｎｄ ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ ｏｆ ｈｙｓｔｅｒｅｓｉｓ ａｒｅ ｄｅｓｃｒｉｂｅｄ；Ｓｅｃｏｎｄｌｙ，ｔｈｅ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ａｎｄ ｒｅ— ｓｅａｒｃｈ ａｂｏｕｔ ｔｈｅ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃ ｏｆ ｔｈｅ ｈｙｓｔｅｒｅｓｉｓ ａｒｅ ｄｏｎｅ ｂｙ Ｍｕｌｔｉｓｉｍ ｓｏｆｔｗａｒｅ；Ｌａｓｔｌｙ， ａ ｐｒａｃｔｉｃａｌ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｅｘａｍｐｌｅ ｉｓ ｉｌｌｕｓｔｒａｔｅｄ ｗｈｉｃｈ ｉｓ ａｂｏｕｔ ｈｙｓｔｅｒｅｓｉｓ ｉｎ ｔｈｅ ｃｕｒｒｅｎｔ ｃｏｎｔｒｏ１ ａｓｐｅｃｔ ｏｆ ｐｏｗｅｒ ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ ｃｉｒｃｕｉｔ．Ｔｈｅ ｃｏｎｃｌｕｓｉｏｎ ｉＳ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｈｙｓｔｅｒｅｓｉｓ ｉＳ ａ ｖｅｒｙ ｉｍｐｏｒｔａｎｔ ｆｕｎｃｔｉｏｎ ｍｏｄｕｌｅ，ｗｈｉｃｈ ｃａｎ ｂｅ ｒｅａｌｉｚｅｄ ｉｎ ｈａｒｄｗａｒｅ，ｄｉｇｉｔａｌ ｄｅｖｉｃｅ ｏｒ ｓｏｆｔｗａｒｅ．Ｔｈｅ ａｄｖａｎｔａｇｅ ｏｆ ｔｈｅ ｈｙｓｔｅｒｅｓｉｓ ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ ｃａｎ ｂｅ ｒｅａｌｉｚｅｄ ｗｉｔｈ ｅａｓｙ ａｎｄ ｓｉｒｅ— ｐｉｅ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｈｙｓｔｅｒｅｓｉｓ；ｈｙｓｔｅｒｅｓｉｓ ｗｉｄｔｈ；ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ；ｃｕｒｒｅｎｔ ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ