【正文】 器同相端與A點(diǎn)電壓比較，當(dāng)高于此電壓時(shí)，PWM比較器輸出“1”，如圖33（a）所示，使RS觸發(fā)器置“1”，該輸出信號(hào)又使U1輸出信號(hào)反相，T1截止而T2則飽和，11端恢復(fù)無(wú)輸出。SG3525輸出采用圖騰柱式輸出結(jié)構(gòu)，一方面可以向負(fù)載提供較大的驅(qū)動(dòng)電流，同時(shí)可為負(fù)載提供放電回路，可直接驅(qū)動(dòng)MOS 管而免去外接放電回路，使電路更加可靠。 驅(qū)動(dòng)電路芯片在本課題中，驅(qū)動(dòng)電路芯片采用兩片IR2110分別去驅(qū)動(dòng)兩個(gè)開(kāi)關(guān)管。圖34 IR2110引腳排列（1） LO（引腳1）：低端輸出；（2） COM（引腳2）：公共端；（3） Vcc（引腳3）：低端固定電源電壓；（4） Nc（引腳4）：空端；（5） Vs（引腳5）：高端浮置電源偏移電壓；（6） VB（引腳6）：高端浮置電源電壓；（7） HO（引腳7）：高端輸出；（8） Nc（引腳8）：空端；（9） VDD（引腳9）：邏輯電源電壓；（10） HIN（引腳10）：邏輯高端輸入；（11） SD（引腳11）：關(guān)斷；（12） LIN（引腳12）：邏輯低端輸入；（13） Vss（引腳13）:邏輯電路地電位端，其值可以為0V；（14） Nc（引腳14）：空端。即開(kāi)關(guān)管的相角為 180176。電壓誤差放大器的輸出信號(hào) VEA_Vo分別與 VRAMP相比較，再通過(guò)RS 觸發(fā)器得到相差180176。為了確保分壓電容均壓，只要保證其中一只分壓電容電壓為 Vin/2 就可以了，由于 Cd2與輸入電源共地，因此可選擇Cd2作為控制對(duì)象，使其為電壓為 Vin/2。對(duì) VEA_Cd進(jìn)行反向后作為修正信號(hào)與輸出電壓誤差放大器的輸出信號(hào) VEA_Vo進(jìn)行相加后作為誤差信號(hào) VEA2。通過(guò)對(duì)Q1占空比的減小控制， Cd1的電壓升高，這樣就使兩個(gè)分壓電容電壓均為 Vin/2，達(dá)到均壓目的。取輸出直流電流： Io=1A；及負(fù)載電阻R=100Ω SG3525自激振蕩電路參數(shù)設(shè)計(jì)電路輸出后，SG3525的7端外接元件與內(nèi)部電路構(gòu)成的振蕩器即開(kāi)始工作，5端外接定時(shí)電容CT，6端外接定時(shí)電阻RT，5端與7端之間跨接定時(shí)電阻RD。 器件清單表41 器件清單名稱電路標(biāo)號(hào)參數(shù)型號(hào)數(shù)量IGBTQ1 Q2 110V/1AGT8J1012二極管D1 D2 110V/1A1N53932VD10KF61電感Lf /1A 1電容Cf /100V1uF /200V1C1 C2330uF330uF/200V2 C3 uF/100V1C8 C9 2C10 uF1C4 C5 uF uF /50V2C6 C71uF1uF/50V2 電阻R0100Ω100Ω/100w1R11900K1900K/1R2100K100K/1R3 R1740K40K/2 R15 2150K2150K/1R16 R1450K50K/2R432K32K/1R9 R10200Ω200Ω/2R5 R6 R7 R1910K10K/4R131050K1050K/1R11 R123343Ω滑線變阻器2 R18470K470K/1R8500K500K/1芯片TL084運(yùn)算放大器TL0841SG3525三角波發(fā)生器SG35252IR2110隔離驅(qū)動(dòng)IR21102 本章小結(jié)本章計(jì)算了主電路和控制電路參數(shù)，選擇了器件型號(hào)，并且給出了器件清單。開(kāi)關(guān)頻率： fs=20kHz； 開(kāi)環(huán)仿真 運(yùn)用所計(jì)算參數(shù)，通過(guò)MATLAB進(jìn)行了開(kāi)環(huán)仿真，得到了如下的相關(guān)工作波形。由仿真波形可以知道，在開(kāi)環(huán)電路、閉環(huán)電路，通過(guò)控制主開(kāi)關(guān)管IGBT的開(kāi)通時(shí)間實(shí)現(xiàn)直流三電平Buck變換器的輸出調(diào)節(jié)和反饋控制，驗(yàn)證系統(tǒng)的穩(wěn)定性。優(yōu)秀的版圖設(shè)計(jì)可以節(jié)約生產(chǎn)成本，達(dá)到良好的電路性能。不少初學(xué)者設(shè)計(jì)絲印層時(shí)，只注意文字符號(hào)放置得整齊美觀，忽略了實(shí)際制出來(lái)的PCB效果。選擇元件的焊盤(pán)類型要綜合考慮元件的形狀、大小、布置形式、振動(dòng)以及受熱情況、受力方向等因素。另外，自動(dòng)布線結(jié)束，還有哪些網(wǎng)絡(luò)尚未布通，也可通過(guò)該功能來(lái)查找。在最基本的PCB（單面板）上，零件都集中在其中一面，導(dǎo)線則都集中在另一面。這層是絕緣的防護(hù)層，可以保護(hù)銅線，也可以防止零件焊到不正確的地方。 PCB設(shè)計(jì)的主要流程在PCB設(shè)計(jì)中，其實(shí)在正式布線前，還要經(jīng)過(guò)很多的步驟，以下就是PCB設(shè)計(jì)主要的流程：系統(tǒng)規(guī)格首先要先規(guī)劃出電子設(shè)備的各項(xiàng)系統(tǒng)規(guī)格。像是計(jì)算機(jī)就可以分成主機(jī)板、顯示卡、聲卡、軟盤(pán)驅(qū)動(dòng)器和電源等等。結(jié)論 結(jié)論本文首先介紹了直流三電平Buck變換器的工作原理，給出相關(guān)參數(shù)的計(jì)算依據(jù)，然后闡述了直流三電平Buck變換器的工作過(guò)程，給出相關(guān)工作波形，設(shè)計(jì)控制電路，計(jì)算相關(guān)參數(shù)，利用MATLAB軟件進(jìn)行仿真，并給出仿真波形。參考文獻(xiàn) 參考文獻(xiàn)[1] 薛稚麗,李斌,阮新波. Buck三電平變換器[C],第十五屆全國(guó)電源技術(shù)年會(huì)論文集,南京航空航天大學(xué)(南210016):153~158。[5] 阮新波,危健,[J].中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào),(11):18~20。[9] 肖國(guó)慶. 基于降壓斬波電路的可變電流源設(shè)計(jì)[J].~22。[13] 金科,楊孟雄,[J].(18):41~46。[17] Xinbo Ruan, Bin Li, Qianhong Chen. Three Level Converters A New Concept in High Voltage DCtoDC Conversion[J]. IEEE PESC, 2002: 663~668。[21] Pinherio J Renes, Barbi Three level ZVS PWM DC to DC Converter[J].IEEE Transactions on power electronics, 2003,8(4):486~492.致謝 致謝在做畢業(yè)設(shè)計(jì)的過(guò)程中，感覺(jué)自己只是掌握了理論性的知識(shí)，在實(shí)踐和動(dòng)手方面還很欠缺。為了減小諧波電流，通常的做法是采用功率因數(shù)校正技術(shù)。該逆變器每個(gè)橋臂的輸出可以得到 Vin/Vin/0 三個(gè)電平，因此該電路也稱三電平逆變器(ThreeLevel Inverter，TL 逆變器)。濾波電感和濾波電容大大減小的優(yōu)點(diǎn)。在這種背景下，既要滿足性能應(yīng)用要求又要保證可靠性時(shí)，有效的降低功率開(kāi)關(guān)的電壓應(yīng)力就成為重要研究方向。在輸入輸出條件相同的情況下，與 Buck 變換器相比，Buck TL 變換器的濾波電感減小到 1/4，濾波電容減小到 1/2；為了提高三電平直流變換器的動(dòng)態(tài)性能和靜態(tài)性能，同時(shí)減小輸出濾波器的體積、重量和造價(jià)，則希望三電平直流變換器的工作頻率越高越好。 為了解決上述問(wèn)題本次設(shè)計(jì)采用： （1）引入隔直電容，解決輸入輸出共地問(wèn)題并推導(dǎo)出一族輸入輸出共地的三電平直流變換器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，使三電平直流變換器的研究走向系統(tǒng)化。）三、研究步驟、方法及措施 第一步：查閱國(guó)內(nèi)外相關(guān)資料，了解三電平降壓斬波的工作原理和過(guò)程，了解軟開(kāi)關(guān)的作用和選擇，翻譯外文資料；第二步：確定研究方案，系統(tǒng)的主電路工作原理分析；第三步：對(duì)控制電路和主電路進(jìn)行設(shè)計(jì)和改善并對(duì)其進(jìn)行建模仿真；第四步：完善建模和仿真，進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和計(jì)算，確定選取電路的器件和改善電路；第五部：畫(huà)大圖，整理資料，準(zhǔn)備ppt準(zhǔn)備答辯。數(shù)據(jù)處理和計(jì)算，控制電路設(shè)計(jì)仿真。[2] 劉學(xué)超,潘虹,[J],(3):37~38,94。[6] 阮新波,[J].科學(xué)出版社, 2000:301~303。[10] 徐洪哲. 降壓式三電平直流變換器的研究[D]. 哈爾濱工業(yè)大學(xué),2008。[14]王鴻雁,[J].(6):241~244。[18] Pinheiro, Ivo Barbi. Wide load range the threelevel zvs pwm dctodc converter[J]. IEEE PESC, 2003:171~177。二、具體實(shí)施方案. 直流三電平Buck變換器的工作原理直流三電平Buck變換器的電路拓?fù)鋱D如圖1所示，其中 Cd1和 Cd2為兩個(gè)分壓電容，其容量很大且相等，電壓均為輸入電壓 Vin的一半。圖11 直流三電平Buck變換器的電路拓?fù)浞治銎涔ぷ鬟^(guò)程及開(kāi)關(guān)狀態(tài)：當(dāng)開(kāi)關(guān)管的占空比大于 和小于 時(shí)，變換器工作模式有所不同，下面分別加以分析。圖13 D（1）開(kāi)關(guān)模態(tài) 1 [t0，t1] （如圖 2 (a)）Q1和 Q2同時(shí)導(dǎo)通，AB 兩點(diǎn)間電壓為輸入電壓 Vin，D1和 D2上的電壓為Vin/2。Lf電流線性下降。電路工作情況同開(kāi)關(guān)模態(tài) 2 類似，此處不再贅述。圖14 D（1） 開(kāi)關(guān)模態(tài) 1 [t0，t1] （如圖 2 (c)）Q1導(dǎo)通，D2導(dǎo)通，vAB=Vin/2，Q2和 D1上的電壓為 Vin/2。開(kāi)關(guān)模態(tài) 3 與開(kāi)關(guān)模態(tài) 1 相類似，此時(shí) Q2導(dǎo)通，D1導(dǎo)通，如圖2 (b)所示。續(xù)流二極管： DSEI802。在不斷解決直流三電平Buck變換器問(wèn)題的同時(shí)，也對(duì)PWM調(diào)制有了更深一步的了解；其次，在與同學(xué)們的討論中，能夠以更全面的眼光來(lái)看待問(wèn)題，同時(shí)也讓我意識(shí)到，閉門造車是不可取的，一定要懂得團(tuán)隊(duì)的重要性四、工作安排第11周：完成直流三電平Buck變換器的驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)：第12周：完成驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)：第13周：完成保護(hù)電路設(shè)計(jì)：第14周：繪制畢業(yè)論文插圖及畢業(yè)論文大圖；第15周：撰寫(xiě)畢業(yè)設(shè)計(jì)論文；第16周：整理論文，準(zhǔn)備答辯；第17周；畢業(yè)答辯。[4] 李柯平,周繼華,[J],40(06):115~117。[8] 劉樹(shù)林,劉健,鐘久明. BuckBoost變換器的能量傳輸模式及輸出紋波電壓分析[J].:838~843。[12] 石勇,楊旭,[N]. (12):1276~1279。[16] Pinheiro, Ivo Barbi. The threelevel ZVS PWM Converter A new concept in highvoltage dcdc conversion[J]. IEEE IECON, 2003:173~178。[20] ,. K Jain. A bidirectional DCDC converter topology for low power application[J]. IEEE Transaction on Power Electronics, 2005, 15(4):595~606。 recovery timeI. INTRODUCTIONIn lowvoltage and highcurrent digital signal processor (DSP) and pointofload (PoL) applications, the dynamic response requirements are usually very stringent [14]. Another important issue is the high power density requirement due to circuit space limitations. To meet these tight requirements, several strategies have been reported which include control loop optimization [57], Buck topology variation [89], and assistant energy transition circuitry [10 11]. The threelevel Buck (TLBuck) converter has the merits of doubled equivalent switching frequency and half the switch voltage stress when pared with the conventional Buck converter [12]. This would make the TLBuck converter a good choice for these applications. In order to further improve the dynamic response, based on the TLBuck converter, a novel topology is proposed in this paper. By bining the proposed topology with the proposed control scheme, the system dynamic response has significantly improved.In section II, the principle of operation of the proposed topology is analyzed, which includes the proposed