基于 UC3525 集成芯片的航空无刷交流电机调 压器设计刘屹秋 史荣瀚 于子桓 庄林华 （0308204 32 35 27 36）摘要：调压器是以无刷交流电机为核心的航空供电系统的重要部件。它调节发电机励磁，使调压点电压稳定。本文讨论了以 UC3525 芯片为基础，设计交流无刷电机的以 PWM 方式工作的调压器，并给出了相关电路图、结构图、参数，为进一步的研究作参考。关键字：调压器 UC3525ABSTRACT：The voltage regulation system (shorten as VRS) plays a vital role in the aircraft power system, whose core part is the AC brushless motor. The VRS regulates the point of regulations voltage, so as to stabilize the output voltage. We discussed the design of the VRS based on the UC3525 and its PWM working mode. We also gave the circuit, structure, and parameters concerned for deeper research. Keyword：voltage regulation, UC3525 引言 电压调节器应具有以下调节功能：(1).调节 发电机励磁，是电源系统的电压稳定与规 定水平；(2).当供电系统出现短路是，能实 现发电机强行励磁，保证保护装置动作准 确、迅速；(3).发电机并联时，保证电机之 间无功功率的均匀分配；(4).实现发电机输 出电流的限制。电压调节器应该工作可靠、 性能稳定、动态品质高，并要有足够的电 压调节范围和强励磁能力。 1.电压调节器基本结构如图 1-1，电压调节器由检测电路、比较电 路、放大电路、执行电路组成。图 1-1 1-无刷交流发电机；2-检测电路；3-比较电 路；4-放大电路；5-执行电路 检测电路检测被调节量 UF，输出至比较电路；比较电路的另一输入是参考电压， 输出为 UF 偏离参考值时的偏差信号；经过 放大电路，使执行电路改变发电机励磁， 从而让 UF 变化，减少或消除偏差 2.电压检测方式本调压器采用平均值加最高相电压检测方 式，结构简单，工作可靠。 2.1 平均电压检测电路图 2-1 如图 2-1 电压，由三相电压经变压整流后取得，其平均值取决于三个线电压 的大小。当一相电压升高，而伴随另一相 或者另两相电压的降低是，平均值有可能维持不变。因此，平均值稳定，并不意味某一相以及各相的稳定。 三相全波整流后，平均电压为：(2-1)=2(+ + )2.2 最高相电压检测电路图 2-2 变压器的原边接成星形，1、2、3各副边连接成中间抽头相联的单相全波整 流电路，经滤波后得到与各相电压成正比 的三个直流电压，又分别通过二极管连接在一起。这样，b 点的电1、2、3位由电压最高的那一相决定。左边的三相 变压整流器组为稳压管 DW 供电，建立基 准电压，通过分压后语 b 点电位比较，得 偏差 2.3 故障信号输出电路一旦发电机产生不对称（线-地或者线- 线）短路故障，平均电压检测线路中电压将比短路前低得多，调压器起作用，增加点击励磁，电机空载电势上升，使尽量保持短路前的数值，而正常相（或线） 的电压将远超过允许值。因此，平均值检 测电路用于判断正常工作，最高相电压检 测电路用于判断故障。当高相电压高于标 准值的时候，平均值电压检测的结果输入 到 UC3525 的反相输入端，进行闭环控制。 故障信号输出电路如图 2-3图 2-3 （实际中三个芯片并联，9 脚并联）3.比较、执行电路这两个电路都集成在 UC3525 内部，通过将 平均电压检测结果输入至 UC3525 的 PWM 控制端，进行电压闭环控制。 3.1UC3525 内部结构图 3-2UC3525 内部结构如图 3-2，11 脚、14 脚输出互差 180 度的 PWM 信号控制励磁 电流3.2 UC3525 外围电路 实际中有三个 UC3525 芯片并行工作，输出PWM 信号，对励磁电压进行调节。 3.3 执行电路图 3-3 执行电路如图 3-3，采用了 3 级放大以及有 加速电容的恒流驱动电路。参考文献： 王成华 王友仁 现代电子技术基础（模 拟部分） 北京航空航天大学出版社 严仰光 航空供电系统 南京航空航天 大学 丁道宏 电力电子技术 南京航空航天 大学 刘建宏 电力电子技术实验指导书 南 京航空航天大学电气工程系