直流斬波電路設(shè)計(jì)-預(yù)覽頁(yè)
【正文】 T BCT 7 一個(gè)兩級(jí)差分放大器?？傻?f=，基本滿(mǎn)足要求。 S G 3 5 2 51 61 51 3過(guò) 流 信 號(hào) 輸 入1 41 11 21 0911 0 0 u F+ 5 . 1 V+ 5 . 1 V+ 1 5 V867525 . 1 K1 K0 . 0 1 u F1 0 K1 0 K1 0 KI N 4 1 4 8I N 4 1 4 8控 制 信號(hào) 輸 出 圖 6 控制電路部分電路圖 4 驅(qū)動(dòng)電路原理與設(shè)計(jì) 8 驅(qū)動(dòng)電路方案選擇 該驅(qū)動(dòng)部分是連接控制部分和主電路的橋梁，該部分主要完成以下幾個(gè)功能： (1)提供適當(dāng)?shù)恼蚝头聪蜉敵鲭妷?，?IGBT 可靠的開(kāi)通和關(guān)斷； (2)提供足夠大的瞬態(tài)功率或瞬時(shí)電流，使 IGBT 能迅速建立柵控電場(chǎng)而導(dǎo)通； (3)盡可能小的輸入輸出延遲時(shí)間，以提高工作效率； (4) 足夠高的輸入輸出電氣隔離性能，使信 號(hào)電路與柵極驅(qū)動(dòng)電路絕緣； (5)具有靈敏的過(guò)流保護(hù)能力。另外它使用比較方便，穩(wěn)定性比較好。它具有單電源、正負(fù)偏壓、過(guò)流檢測(cè)、保護(hù)、軟關(guān)斷等主要特性，其功能完善，控制簡(jiǎn)便可靠。當(dāng)腳 15和腳 14 有 10mA 電流通過(guò)時(shí)，腳 3輸出高電平而使 IGBT 導(dǎo)通；而當(dāng)腳 15 和腳14無(wú)電流通過(guò)時(shí)，腳 3 輸出低電平使 IGBT 關(guān)斷；若 IGBT 導(dǎo)通時(shí)，若承受短路電流，則其電壓 ceV 隨電流的增大迅速上升，腳 6 懸空，腳 3 電位開(kāi)始下降，從而逐漸關(guān)斷 IGBT。 圖 8 驅(qū)動(dòng)電路原理圖 5 保護(hù)電路的原理與設(shè)計(jì) 1 51 49631254 . 7 K+ 2 0 VT L P 5 2 12 0 0 Ω+ 1 2 VV D 2R G4 7 u FE X B 8 4 14 7 u FI G B T控 制 端 信號(hào)反 饋 回 控 制 端 過(guò)流 信 號(hào)主 回 路 10 在電力電子電路中，除了電力電子器件參數(shù)選擇合適、驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)良好外，采用合適的過(guò)電壓、過(guò)電流、 dtdu/ 保護(hù)和 dtdi/ 保護(hù)也是必要的。與電容串聯(lián)的電阻能消耗掉部分過(guò)壓能量，同時(shí)抑制電路中的電感與電容產(chǎn)生振蕩，過(guò)電壓保護(hù)電路如圖 7所示。采用快速熔斷器是電力電子裝置中最有效、應(yīng)用最廣的一種的過(guò)流保護(hù)措施。 11 圖 10 過(guò)電流保護(hù)電路圖 12 6 電路仿真 由 MATLAB 搭建的仿真電路如圖 11 圖 11 MATLAB搭建的降壓斬波電路仿真電路 首先進(jìn)入 Simulink 界面，新建一個(gè)文件并保存，然后從 Simulink 的 Sinks庫(kù)中找到 Scope 示波器，從 Sources 庫(kù)中找到 Pulse Generator，再?gòu)腟imPowerSystems 庫(kù)中找到 Powergui、 Voltage Measurement 、 IGBT/Diode 、Diode 、 Current Measurement 、 Series RLC Branch 、 DC Voltage Source 元件，按照?qǐng)D 11 所示連接，將 DC Voltage Source 設(shè)置成 100V、 L 設(shè)置為 700mH，Pulse Generator 中占空比設(shè)置成需要的數(shù)字，連接好電路并設(shè)置好參數(shù)后，運(yùn)行仿真，在 Command Window 中輸入 set(0,39。)。figure39。 13 圖 12 觸發(fā)脈沖占空比為 50% 時(shí) Ug、 U Id、 Ud的波形 （ 2）當(dāng)設(shè)置占空比為 65% ， 開(kāi)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 13 。 15 圖 16 觸發(fā)脈沖占空比為 65% 時(shí) Ug、 U Id、 Ud的波形 （ 6）當(dāng)設(shè)置占空比為 80% ， 開(kāi)關(guān)頻率 40KHz，負(fù)載為阻感負(fù)載 時(shí) Ug、 UId、 Ud 的輸出波形如圖 17 。 由圖 15看出占空比為 50% ，開(kāi)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 76%70% 符合設(shè)計(jì)要求。它不僅鞏固了我以前所學(xué)的理論知識(shí)，更使我們知道了由理論結(jié)合實(shí)踐的基本方法，鍛煉了自己解決實(shí)際問(wèn)題的能力。 通過(guò)此次課程設(shè)計(jì)也加強(qiáng)了 MATLAB 在實(shí)際工程的應(yīng)用操作，學(xué)會(huì)了 MATLAB在電力電子領(lǐng)域的設(shè)計(jì)方法，此外，通過(guò)這次課程設(shè)計(jì)也發(fā)現(xiàn)了在電力電子中一些以前不知道的問(wèn)題，并通過(guò)自己查找資料解決問(wèn)題。 附 錄 A 附圖：降壓斬波電路原理圖 20 TE mRLV Du oVB~ 2 2 0 V~ 1 0 0 VD C 1 0 0 V+S G 3 5 2 51 61 51 3過(guò) 流 信 號(hào) 輸 入1 41 11 21 0911 0 0 u F5 . 1 V5 . 1 V1 5 V867525 . 1 K1 K0 . 0 1 u F1 0 K1 0 K1 0 KI N 4 1 4 8I N 4 1 4 81 51 49631254 . 7 K+ 2 0 VT L P 5 2 12 0 0 Ω+ 1 2 VV D 2A BCCR GBA4 7 u FE X B 8 4 14 7 u F 附 錄 B 附表：降壓斬波電路元器件清單 序號(hào) 名稱(chēng) 代號(hào) 參 數(shù) 數(shù)量 備 注 1 變壓器 TC1 300KV/A 1 2 電感 L 700mH 1 21 3 電力場(chǎng)效應(yīng)晶體管 C 500μ F/300V 1 4 二極管 LED IN4148 2 5 SG3525 U 1 6 EXB841 U 1 7 電阻 R 10Ω 2 8 電阻 R 500Ω 1 9 電阻 R 10KΩ 2 10 電阻 R 1 11 滑動(dòng)變阻器 R 10KΩ 12 電容 C F 13 電容 C 100μ F
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