直流斬波電路的matlab建模與仿真 畢業(yè)設(shè)計(文件)
【正文】 制電路圖 驅(qū)動電路原理與設(shè)計 本設(shè)計 采用光電耦合式驅(qū)動電路 該電路雙側(cè)都有電源，其提供的脈沖寬度不受限制，較易檢測 IGBT 的電壓和電流的狀態(tài)，對外送出過流信號。針對以上幾個要求，對驅(qū)動電路進行以下設(shè)計。 經(jīng)過上文的分析采用以下驅(qū)動電路： 圖 7 驅(qū)動電路原理圖 如圖 7 所示， IGBT 降壓斬波電路 的驅(qū) 動電路提供電氣隔離環(huán)節(jié)。并且推挽式電路簡單實用，故用推挽式進行電壓放大。 1）操作過電壓。 3）電力電子器件的關(guān)斷過電壓。 過電壓保護的原則是：根據(jù)電路中過電壓產(chǎn)生的不同部分，加入不同的附加電路，當(dāng)超過規(guī)定電壓值時，自動開通附加電路，使過電壓通過附加電路形成通路，消耗或儲存過電壓的電磁能量，從而是過電壓的能力不會加到電力電子器件上，從而 達到保護的目的。 3）控制電路、觸發(fā)電路、驅(qū)動電路的故障或干擾信號的侵入引起的誤動作所引起的過電流 4）配線等人為的錯誤引起的過電流。 dtdu/ 的原因 晶閘管的 PN 結(jié)存在著結(jié)電容，在阻斷狀態(tài)下，當(dāng)加在晶閘管上的正向電壓上升率 dtdu/ 較大時，就會有較大的充電電流流過結(jié)電容，起到觸發(fā)電流的作用，使晶閘管誤導(dǎo)通，所以要限制電壓上升率 dtdu/ 。 2）交流側(cè)電抗小或交、直流側(cè)阻容吸收裝置電容量過大，當(dāng)電子電子器件導(dǎo)通時，流過過大的附加電容的充、放電電流。當(dāng)引腳 10 端輸入的電壓等于或超過 8V 時，芯片將立刻鎖死，輸出脈沖將立即斷開。正常狀態(tài)下，取樣電壓小于基準(zhǔn)電壓，此時比較器輸出的是負(fù)的最大值，芯片正常工作，當(dāng)出現(xiàn)過電壓時，取樣電壓高于基準(zhǔn)電壓，此時輸出高電平 15V，在通過電阻分壓得到 5V 的高電 平送入芯片的 10端，使其鎖死， IGBT 脈沖斷開，電路斷開，從而對電路實現(xiàn)過壓保護。具體的做法是在干路上串聯(lián)一個很小的電阻，再在這個小電阻上并聯(lián)一個大電阻，從而進行過電流與過電壓的轉(zhuǎn)化。 設(shè)計的過流保護電路如圖 9所示： 圖 9 過電流保護原理電路圖 IGBT 的保護 IGBT 如果不采取保護，它很容易損壞。在無緩沖電路的情況下， IGBT 開通時電流迅速上升， di/dt 很大；關(guān)斷時過流 保護輸入 接入SG3525的10端 16 du/dt 很大，并出現(xiàn)很大的過電壓。 ，分別復(fù)制 IGBT 模塊、二極管 D模塊到 Buck 模型窗口中，按要求設(shè)置 IGBT 的參數(shù)。 Pulse 模塊到仿真模型窗口中，將其輸出連接到 IGBT 的門級上。 輸出負(fù)載電壓波形圖為： 18 0 0 . 0 2 0 . 0 4 0 . 0 6 0 . 0 8 0 . 10102030405060708090100時間 /t電壓/V降壓斬波輸出電壓 當(dāng) PWM 的占空比取的是 a=25%，當(dāng)一個周期 T 結(jié)束后，負(fù)載電壓的理論平均值VUUTtUtt tU onoffon on 251110 ?????? ，經(jīng)過相關(guān)參數(shù)的調(diào)試，實際 0 ?U ,此時設(shè)計的最佳參數(shù)為： L=500e5 H， R=15 歐， C=4e5 F。直流降壓斬波電路主要分為三個部分，分別為主電路模塊，控制電路模塊，驅(qū)動及保護電路模塊，除了上述主要模塊之外，還必須考慮電路中電力電子器件的保護，以及控制電路與主電路的電氣隔離，以及進行MATLAB 的建模與仿真分析 。目前在實際應(yīng)用中比較普遍。北京：機械工業(yè)出版社， 2021 【 8】陳杰編著 .Matlab 寶典 .北京：電子工業(yè)出版社， 2021 23 致 謝 通過這次畢業(yè)設(shè)計，我學(xué)到了很多東西，對書本上的知識掌握得更加牢固，更為重要的是知道了理論與實際相結(jié)合，用知識解決問題的重要性，同時也使我了解到老師的指導(dǎo)對我的幫助對完成任務(wù)的重要性。 在本次的畢業(yè)設(shè)計的過程中我也發(fā)現(xiàn)了自己的很多不足之處，對以前所學(xué)過的知識理解得不夠深刻，掌握得不夠牢固，沒有整體的把我，無法將理論知識運用于實際，通過這次的畢業(yè)設(shè)計之后，我 應(yīng)該重新樹立學(xué)習(xí)知識的方法。 但以 IGBT 為功率器件的直流斬波電路在實際應(yīng)用中需要注意以下問題 :（ 1）系統(tǒng)損耗的問題；（ 2）柵極電阻；（ 3）驅(qū)動電路實現(xiàn)過流過壓保護的問題。 輸出負(fù)載端電壓波形圖為： 20 0 0 . 0 2 0 . 0 4 0 . 0 6 0 . 0 8 0 . 10102030405060708090100時間 /t電壓/V直流降壓斬波電路輸出波形 對以上的 仿真結(jié)果進行分析可知，通過 BUCK降壓斬波電路所得到的直流電壓與理論值基本相同，結(jié)果正確，達到了設(shè)計的基本要求。 17 主電路的仿真 打開仿真參數(shù)窗口，選擇 ode23tb 算法，將相對誤差設(shè)置為 1e3，仿真開始時間為 ,停止時間為設(shè)置為 ，仿真結(jié)果如下面情況所示。 ，復(fù)制一個并聯(lián) RC元件組模塊到 Buck模型窗口中作為負(fù)載，打開參數(shù)設(shè)置對話框，按要求設(shè)置參數(shù)；再復(fù)制一個 L元件模塊到 Buck 模型窗口 中，串接在 IGBT 模塊和負(fù)載 RC 之間，參數(shù)按要求設(shè)置。 VD 和 R34 的作用是在 V 關(guān)斷時，給 iL 提供釋放儲能的回路。下面是對 IGBT 進行設(shè)計的保護電路。在正常狀態(tài)下連入的電壓小于基準(zhǔn)電壓，此時，輸出一個負(fù)的最大值，芯片不會鎖死，正常工作。如前所述， SG3525 的引腳 10 端在輸入一個高電平時具有自鎖功能，所以仍然可以利用這個方法進行
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