車(chē)用永磁發(fā)電機(jī)電子穩(wěn)壓器畢業(yè)論文-預(yù)覽頁(yè)
【正文】 第2章 主要元器件介紹 SG3525的簡(jiǎn)介美國(guó)硅通用半導(dǎo)體公司（Silicon General）推出SG3525。下面我們對(duì)SG3525特點(diǎn)、引腳功能、電氣參數(shù)、工作原理以及典型應(yīng)用進(jìn)行介紹。如21： 圖21SG3525內(nèi)部引腳及框圖 特點(diǎn) （1）工作電壓范圍寬：DC 8—35V； （2） ()V 微調(diào)基準(zhǔn)電源； （3）振蕩器工作頻率范圍寬：100Hz172。在CT引腳和放電端引腳之間加入一個(gè)電阻就可以實(shí)現(xiàn)對(duì)死區(qū)時(shí)間的調(diào)節(jié)功能。此時(shí)，PWM瑣存器的輸出也為高電平，該高電平通過(guò)兩個(gè)或非門(mén)加到輸出晶體管上，使之無(wú)法導(dǎo)通。反之亦然。注意，Shutdown引腳不能懸空，應(yīng)通過(guò)接地電阻可靠接地，以防止外部干擾信號(hào)耦合而影響SG3525的正常工作。 大功率續(xù)流二極管 MUR1560是MOTOROLA公司的生產(chǎn)的，是一種大功率的快速二極管。 MOSFET管簡(jiǎn)介 MOSFET特點(diǎn) MOSFET是功率場(chǎng)效應(yīng)管，是一種多子導(dǎo)電的單極型電壓控制器件。由于市場(chǎng)上無(wú)法買(mǎi)到大電流工作的MOSFET的管子，所以選用40A200V的功率場(chǎng)效應(yīng)管代替，工作電流大，耐壓小，溝道就小，導(dǎo)通電阻就小，因此選用的MOSFET選擇耐壓值只要滿足要求就可以了，不應(yīng)該過(guò)高?？紤]到我們所要求的電源輸出功率并不高，大約為30W，因此，綜合幾種材料的性能比較，我們還是選擇了飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度較高，溫度穩(wěn)定性好，價(jià)格低廉，加工方便的性價(jià)比較低的鋅錳鐵氧體材料，并選以此材料作為框架的EI28來(lái)繞制本例中的脈沖變壓器。將原線圈的輸入電壓由小到大慢慢升高，直到示波器顯示的波形發(fā)生奇變。前者適用于較小功率，副邊二極管存在沒(méi)有反向恢復(fù)的問(wèn)題，但MOS管的峰值電流相對(duì)較大；后者M(jìn)OS管的峰值電流相對(duì)較小，但存在副邊二極管的反向恢復(fù)問(wèn)題，需要給二極管加吸收電路。(2)繞組每伏匝數(shù) (32)ST是鐵芯的截面積；kT是窗口的填充系數(shù)；(3)初級(jí)繞組電勢(shì) (33)(4)初級(jí)繞組匝數(shù) (34)(5)次級(jí)繞組電勢(shì)E2i＝U2i (1+) (35)(6)次級(jí)繞組匝數(shù)W2i＝W0E2i (36)(7)初級(jí)繞組電流 (37)詳細(xì)的變壓器設(shè)計(jì)方法與計(jì)算相當(dāng)復(fù)雜，本文參照經(jīng)驗(yàn)公式，依據(jù)下面的步驟設(shè)計(jì)了本例轉(zhuǎn)換器中的高頻變壓器。 計(jì)算初級(jí)線圈中的電流已知輸出直流電壓U0＝177。12V分別繞5匝，5V繞3匝。(1)初級(jí)繞組初級(jí)繞組的線徑可選d＝。繞制開(kāi)關(guān)變壓器最重要的問(wèn)題是想辦法使初、次級(jí)線圈緊密地耦合在一起，這樣可以減小變壓器漏感，因?yàn)槁└羞^(guò)大，將會(huì)造成較大的尖峰脈沖，從而擊穿開(kāi)關(guān)管。但這種繞法不好繞制，同時(shí)兩線間的耐壓值較低。這種繞法只在初級(jí)繞組中多一個(gè)接頭，工藝簡(jiǎn)單，便于批量生產(chǎn)。 變壓器繞制小結(jié)繞制脈沖變壓器是制作開(kāi)關(guān)電源的重要工作，也是設(shè)計(jì)與制作過(guò)程中消耗大量時(shí)間和主要精力的工作。在100kHz的使用條件下，脈沖變壓器的體積可以大大減小。通常，工作時(shí)的最大磁通密度取決于次級(jí)線圈。因此我們選擇了第二種的整流方法，采用SCR共陽(yáng)整流二極管共陰，這樣就有效的解決了SCR發(fā)熱的問(wèn)題，而且成本沒(méi)有增加，并且這種方法是最簡(jiǎn)單的方案。若頻率過(guò)高，由于在一定工況下為使輸出電壓穩(wěn)定對(duì)應(yīng)的占空比一定，則意味著每個(gè)PWM周期中半控整流橋的導(dǎo)通時(shí)間很短,電壓脈波數(shù)很少，這樣考慮到晶閘管在觸發(fā)脈沖消失后的關(guān)斷滯后問(wèn)題，會(huì)使各PWM周期中的實(shí)際導(dǎo)通脈波數(shù)出現(xiàn)明顯波動(dòng)，從而導(dǎo)致輸出電壓波動(dòng)、穩(wěn)壓精度降低等問(wèn)題。斬波控制方式克服了永磁發(fā)電機(jī)的輸出電壓的變頻的缺點(diǎn)，利用控制開(kāi)關(guān)電源的開(kāi)通和關(guān)斷時(shí)間老控制輸出電壓的平均值。首先通過(guò)三相整流，由功率mosfet管通過(guò)調(diào)節(jié)占空比，調(diào)節(jié)輸出電壓，其公式是 (41)D為占空比，脈寬控制頻率的選擇要適當(dāng)，如果脈寬頻率過(guò)快，濾波容易，但是功率管的開(kāi)關(guān)損耗就增大，如果頻率小，則濾波電感電容就會(huì)很大，占用很大的空間。根據(jù)設(shè)計(jì)的要求，最終選擇了斬波降壓式控制電路，該電路系統(tǒng)的整流結(jié)構(gòu)除了因?yàn)檩斎腚妷旱念l率引起的開(kāi)關(guān)損耗，輸出不會(huì)受到輸入電壓頻率的影響，給調(diào)試提供了一個(gè)很好的環(huán)境。開(kāi)關(guān)頻率 （44）公式中的RT對(duì)應(yīng)著原理中的R17，RD對(duì)應(yīng)著圖中的R8，振蕩電路： 由一個(gè)雙門(mén)限電壓均從基準(zhǔn)電源取得，其高門(mén)限電壓 V H = V，低門(mén)限電壓 V L = ,內(nèi)部橫流源向CT 充電，其端壓VC 線性上升，構(gòu)成鋸齒波的上升沿，當(dāng)Vc = V H 時(shí)比較器動(dòng)作，充電過(guò)程結(jié)束，上升時(shí)間t1 為 （45）比較器動(dòng)作時(shí)使放電電路接通，CT 放電，VC 下降并形成鋸齒波的下降沿，當(dāng) Vc = V L 時(shí)比較器動(dòng)作，放電過(guò)程結(jié)束，完成一個(gè)工作循環(huán)，下降時(shí)間間t2 為 （46）t2時(shí)間也是占空比的死區(qū)時(shí)間，通過(guò)調(diào)節(jié)Rd調(diào)節(jié)死區(qū)。根據(jù)公司 （47）對(duì)于電阻R8，R17和電容C9進(jìn)行取值，保證開(kāi)關(guān)頻率的適中，使得功率MOSFET不會(huì)因?yàn)殚_(kāi)關(guān)頻率過(guò)高造成過(guò)高的開(kāi)關(guān)損耗，也保證輸出電壓不會(huì)因?yàn)轭l率過(guò)低造成濾波困難。光耦使用主要遵循來(lái)設(shè)計(jì)電阻的取值。根據(jù)電路圖，使得負(fù)載在 0 到200歐姆進(jìn)行調(diào)節(jié)，測(cè)量輸出電壓，輸出電壓在有所波動(dòng)。問(wèn)題二：在測(cè)量輸出電壓值。其二是SG3525的9腳，誤差放大系數(shù)的調(diào)整，（104），無(wú)法使得輸出電壓精確穩(wěn)壓，(102)，輸出電壓也變得精確，滿足設(shè)計(jì)要求。主要的散熱元件為整流二極管，功率開(kāi)關(guān)管，續(xù)流二極管。假設(shè)功率開(kāi)關(guān)管的壓降為1V，設(shè)計(jì)工作電流為90A，輸入電壓為100V。經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)的溫度，測(cè)量開(kāi)關(guān)管的溫度和續(xù)流二極管的溫度如下表53：輸入電壓輸出電壓開(kāi)關(guān)管（溫度）續(xù)流二極管（溫度）輸出電流(A)30V304070V334790V4052 表53 測(cè)試值仔細(xì)觀察這一段數(shù)據(jù)，當(dāng)輸入電壓升高的時(shí)候，續(xù)流二極管的溫度變的更高。在試驗(yàn)中，調(diào)節(jié)負(fù)載和輸入電壓，電感會(huì)有程度不同的噪音產(chǎn)生。 紋波分析在實(shí)驗(yàn)測(cè)試中，輸出電壓的紋波比較嚴(yán)重，根據(jù)分析主要是開(kāi)關(guān)狀態(tài)導(dǎo)致的紋波，此紋波的頻率在5MHz左右，開(kāi)關(guān)電源的最大的困難就是紋波的產(chǎn)生，但是由于開(kāi)關(guān)電路本身的結(jié)構(gòu)原因，無(wú)法將紋波徹底消除，只能在某個(gè)程度上降低紋波的產(chǎn)生，保護(hù)負(fù)載由于紋波而產(chǎn)生不必要的功率損耗。由于測(cè)試要求有限和功耗問(wèn)題，改變了設(shè)計(jì)的方案。在這里首先要感謝我的導(dǎo)師劉希真老師。 其次要感謝和我一起作畢業(yè)設(shè)計(jì)的陳嬪嬪同學(xué)，她在本次設(shè)計(jì)勤奮努力，和我一起完成此次畢業(yè)設(shè)計(jì)，并承擔(dān)了大部分的繁瑣工作。 參考文獻(xiàn)專(zhuān)著：[1] —原理、設(shè)計(jì)與實(shí)用電路[M].。[5] [M].。[2]高明玲 劉永濤 永磁發(fā)電機(jī)的電子穩(wěn)壓研究[J]. 《電機(jī)技術(shù)》.2002年4月
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