【正文】 感謝老師和各位同學(xué) 的幫助 。 MATLAB 是我們學(xué)習(xí)和工作中重要的軟件，能夠輕車熟路的使用它會(huì)使我們的工作得到意想不到的效果。 在此次課程設(shè)計(jì)過程中，碰到的問題比較多，靠自己所學(xué)的知識(shí)根本解決不了，借鑒了很多網(wǎng)上資料，解決了這些問題，也學(xué)到了很多課本上沒有的東西。 由圖 16看出占空比為 50% ，開關(guān)頻率 40KHz 負(fù)載為電阻性負(fù)載時(shí)輸出電壓為 波紋系數(shù)為 % ，最大輸出誤差為 % ；效率為 80%70% 符合設(shè)計(jì)要求。 圖 17 觸發(fā)脈沖占空比為 80% 時(shí) Ug、 Id、 Ud的波形 由圖 12看出占空比為 50% ，開關(guān)頻率 40KHz 負(fù)載為電阻性負(fù)載時(shí)輸出電壓為 % ，最大輸出誤差為 % ；效率為 78% 70% 符合設(shè)計(jì)要求。 圖 13 觸發(fā)脈沖占空比為 65% 時(shí) Ug、 U Id、 Ud 的波形 （ 3）當(dāng)設(shè)置占空比為 80% ， 開關(guān)頻率 40KHz，負(fù)載為電阻性負(fù)載 時(shí) Ug、 UId、 Ud 的輸出波形如圖 14 。)。 set(gcf,39。ShowHiddenHandles39。 過電流保護(hù)電路如圖 10 所示，其中交流側(cè)接快速熔斷器能對(duì)晶閘管元件短路及直流側(cè)短路起保護(hù)作用。 圖 9 RC阻容過電壓保護(hù)電路圖 過電流保護(hù) 當(dāng)電力電子電路運(yùn)行不正常或者發(fā)生故障時(shí)，可能會(huì)發(fā)生過電流。 過電壓保護(hù) 過壓保護(hù)要根據(jù)電路中過壓產(chǎn)生的不同部位，加入不同的保護(hù)電路，當(dāng)達(dá)到— 定電壓值時(shí)，自 動(dòng)開通保 護(hù)電路，使過壓通過保護(hù)電路形成通路，消耗過壓儲(chǔ)存的電磁能量，從而使過壓的能量不會(huì)加到主開關(guān)器件上，保護(hù)了電力電子器件。 9 圖 7 EXB841 內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖 利用 EXB841 驅(qū)動(dòng)芯片設(shè)計(jì)其驅(qū)動(dòng)電路原理圖如圖 8所示，兩個(gè) 47uF 電容用于吸收噪音，在腳 3 輸出脈沖的同時(shí)，通過快速二極管 VD1 檢測(cè) IGBT 的 CE間的電壓。下面簡單介紹一下它的工作原理。但是它需要較多的工作電源，其對(duì)脈沖信號(hào)有 1μ s 的時(shí)間滯后，不適應(yīng)于某些要求比較高的場(chǎng)合。針對(duì)以上幾個(gè)要求，對(duì)驅(qū)動(dòng)電路進(jìn)行以下設(shè)計(jì)。 SG3525有過流保護(hù)的功能，可以通過改變 10腳電壓的高低來控制脈沖波的輸出。根據(jù)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)、靜態(tài)特性要求，在誤差放大器的輸出腳9和腳 1 之間一般要添加適當(dāng)?shù)姆答佈a(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)，另外當(dāng) 10腳的電壓為高電平時(shí)，11和 14 腳的電壓變?yōu)?10輸出。腳 腳 7 內(nèi)有一個(gè)雙門限比較器，內(nèi)設(shè)電容充放電電路，加上外接的電阻電容電路共同構(gòu)成 SG3525 的振蕩器。 對(duì)于控制電路的設(shè)計(jì)其實(shí)可以有很 多種方法，可以通過一些數(shù)字運(yùn)算芯片如單片機(jī)、 CPLD 等等來輸出 PWM 波，也可以通過特定的 PWM 發(fā)生芯片來控制。 (4)二極管 當(dāng) ? =1時(shí)，其承受最大反壓 100V；而當(dāng) ? 趨近于 1時(shí)，其承受最大電流趨近于 5A，故需選擇 VUN 100? ， AIN 5? 的二極管。所以由歐姆定 得到： （ 3） 可得到電路電阻應(yīng)該在 ??100020 。此電路采用 PWM 方式控制 IGBT 的通斷。為了使負(fù)載電流連續(xù)且脈動(dòng)小，故串聯(lián) L值較大的電感。外因過電壓主要來自雷擊和系統(tǒng)中的操作過程等外部原因，內(nèi)因過電壓主要來自電力電子裝置內(nèi)部器件的開關(guān)過 程，包括換相過電壓、關(guān)斷過電壓。 由于電力電子器件不僅對(duì)驅(qū)動(dòng)的脈沖寬度有一定的要求，而且對(duì)驅(qū)動(dòng)電壓的幅度有要求，故控制電路和電力電子器件之間還要加入驅(qū)動(dòng)電路，從而使 控制電路產(chǎn)生的控制信號(hào) 能夠 驅(qū)動(dòng) 電力電子器件開通和關(guān)斷。 （ 4）提高課程設(shè) 計(jì)報(bào)告撰寫水平。 本 課程設(shè)計(jì)使用全控型器件 IGBT 做 降壓斬波電路 控制器件； SG3525 作為控制芯片， EXB841 作為驅(qū)動(dòng)芯片 討論降壓斬波主電路、控制電路、驅(qū)動(dòng)電路和保護(hù)電路的原理與設(shè)計(jì)。利用相同結(jié)構(gòu) 的基本斬波電路進(jìn)行組合，可構(gòu)成多相多重?cái)夭娐贰? 習(xí)慣上， DCDC 變 換器包括以上兩種情況。直流斬波電路一般是指直接將直流電變?yōu)榱硪恢绷麟姷那闆r，不包括直流 交流 直流的情況。 利用不同的基本斬波電路進(jìn)行組合，可構(gòu)成復(fù)合斬波電路，如電流可逆斬波電路、橋式可逆斬波電路等。目前已取代了原來 GTR 和一部分電力 MOSFET 的市場(chǎng)，應(yīng)用領(lǐng)域迅速擴(kuò)展，成為中小功率電力電子設(shè)備的主導(dǎo)器件。 （ 3）培養(yǎng)運(yùn)用知識(shí)的能力和工程設(shè)計(jì)的能力。 根據(jù) 降壓斬波電路 設(shè)計(jì)任務(wù)要求 設(shè)計(jì)主電路、控制電路、驅(qū)動(dòng)及保護(hù)電路，設(shè)計(jì)出 降壓斬波電路 的結(jié)構(gòu)框圖如圖 1： 2 圖 1 降壓斬波電路結(jié)構(gòu)框圖 在圖 1 結(jié)構(gòu)框圖中，控制電路是用來產(chǎn)生 降壓斬波電路 的控制信號(hào) ，斬波電路主要用于電子電路的供電，不同的電子器件需要的供電電源電壓不盡相同，而且對(duì) 電源的精度要求也有所差異，對(duì)于精密的電子儀器需要的供電電源功率雖然小但要求電源質(zhì)量高，對(duì)于小容量直流電機(jī)雖然對(duì)電源的質(zhì)量要求不高，但功率較大，控制電路的作用是調(diào)節(jié)斬波電路電壓高低。 過電壓分為外因過電壓和內(nèi)因過電壓兩類。電路工作時(shí)波形圖如圖 3： 圖 3 電流持續(xù)時(shí)波形圖 當(dāng) 1tt? 時(shí)刻，控制 IGBT 關(guān)斷，負(fù)載電流經(jīng)二極管 DV 續(xù)流，負(fù)載電壓 0u 近似為零，負(fù)載電流指數(shù)曲線下降。 通過調(diào)節(jié)占空比α使輸出到負(fù)載的電壓平均值 0U 最大為 E，若減小占空比α，則 0U 隨之減小。 (2)電阻 REUI M?? 00EETttt EtU ono f fonon ?????0 5 因?yàn)楫?dāng)輸出電壓為 100V時(shí)， 按照設(shè)計(jì)要求輸出電流小于等于 5A， 假設(shè)輸出電流為 ~5A。而一般的 IGBT 都滿足要求。 實(shí)際上控制電路就是一個(gè)脈寬調(diào)節(jié)器， 脈寬調(diào)節(jié)器的基本工作原理是用一個(gè)電壓比較器，在正輸入端輸入一個(gè)三角波，在負(fù)輸入端輸入一直流電平，比較后輸出一方波信號(hào)，改變負(fù)輸入端直流電平的大小，即可改變方波信號(hào)的脈寬。 圖 5 SG3525 引腳圖 SG3525 的 11 和 14 腳輸出兩個(gè)等幅、等頻、 相位互補(bǔ)、占空比可調(diào)的 PWM信號(hào)。該放大器是 15 8114146751316912310 12VCVR E FC OM P NIN IN +OS C S YN CVC C C S SOU T AOS C OU TSD GNDDIS CRTOU