直流斬波電路的matlab建模與仿真畢業(yè)設(shè)計(jì)-免費(fèi)閱讀
【正文】 回顧起此次畢業(yè)設(shè)計(jì)，我有很深的感觸，從最初的畢業(yè)設(shè)計(jì)選題到畢業(yè)設(shè)計(jì)定稿，從理論 分析到實(shí)踐建模仿真，學(xué)到很多很多的的東西，查閱了大量的文獻(xiàn)，深刻體會(huì)設(shè)計(jì)的要求，從整體上把握課題的方向，在老師的指導(dǎo)下，進(jìn)行了設(shè)計(jì)，不僅讓我對(duì)電子電子這么課程有了更為深刻的理解，熟悉了 PWM，掌握了 MATLAB，更為重要的是知道了如何運(yùn)用所學(xué)的知識(shí)去解決問題，提高自己的實(shí)際動(dòng)手能力和獨(dú)立思考的能力，這為今后的研究生學(xué)習(xí)打下了良好的基礎(chǔ)。 輸出負(fù)載端電壓波形圖為： 19 0 0 . 0 2 0 . 0 4 0 . 0 6 0 . 0 8 0 . 105101520253035404550降壓斬波電路輸出電壓波形電壓/V時(shí)間 /t 當(dāng) PWM 的占空比取的是 a=75%，當(dāng)一個(gè)周期 T 結(jié)束后，負(fù)載電壓的理論平均值VUUTtUtt tU onoffon on 751110 ?????? ，經(jīng)過相關(guān)參數(shù)的調(diào)試，實(shí)際 0 ?U ,此時(shí)設(shè)計(jì)的最佳參數(shù)為： L=250e5 H， R=8 歐， C= F。 ，復(fù)制電壓源模塊 DC Voltage source 到 Buck 模型窗口中，打開參數(shù)設(shè)置對(duì)話框，設(shè)置電壓為 100V。一般認(rèn)為 IGBT 要原因有兩種：一是 IGBT退出飽和區(qū)而進(jìn)入了放大區(qū)，使得開關(guān)損耗增大；二是 IGBT 發(fā)生短 路，產(chǎn)生很大的瞬態(tài)電流，從而使 IGBT 損壞。 設(shè)計(jì)的過壓保護(hù)電路圖如圖 8所示： 圖 8 過壓保護(hù)電路原理圖 接入 SG3525 的 10 端 取樣電壓 15 過電流保護(hù)電路 本次設(shè)計(jì)要求具有過流保護(hù)功能，在電流達(dá)到 6A時(shí)動(dòng)作 。 3）與電力電子器件并聯(lián)的緩沖保護(hù)電路在晶閘管開通時(shí)的放電電流。 13 由于電力電子器件的電流過載能力比一般電氣設(shè)備差很多，因此，必須對(duì)變換器進(jìn)行適當(dāng)?shù)倪^電流保護(hù)。電力電子器件關(guān)斷時(shí)，由于回路電感在電力電子器件上產(chǎn)生的過電壓。 IGBT 是電壓控制型器件，在它的柵極 發(fā)射極間施加十幾 V 的直流電壓，只有 微安 級(jí)的漏電流流過，基本上不消耗功率。針對(duì)驅(qū)動(dòng)電路的隔離方式： 采用普通光電耦合式驅(qū)動(dòng)電路，該電路雙側(cè)都有源。當(dāng)驅(qū)動(dòng)電路檢測到過流時(shí)發(fā)出電流信號(hào)，由于電阻的作用將 10 腳的電位抬高，從而 13腳輸出低電平，從而作用。腳 1 及腳 2分別為芯片內(nèi)部誤差放大器的反相輸入端、同相輸入端。 （ 4） 具有振蕩器外部同步功能 （ 5） 死區(qū)時(shí)間可調(diào)。 （ 11） 引腳 11：輸出端 A。 （ 4） 引腳 4：振蕩器輸出端。 圖 4 SG3525的引腳 8 圖 5 內(nèi)部框圖 SG3525 各引腳具體功能： （ 1）引腳 1：誤差放大器反向輸入端。 2） 保持開關(guān)導(dǎo)通時(shí)間 ont 不變，改變開關(guān)周期 T，稱為頻率調(diào)制或調(diào)頻型。 (3)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 Vc 100v,I5A 的二極管。 如果輸出端的濾波電容足夠大，則輸出電壓近似保持不變。降壓斬波電路的占空比小于 1。 驅(qū)動(dòng)及保護(hù)電路模塊：用來驅(qū)動(dòng) IGBT 以及保護(hù)主電路。其頻率特性介于 MOSFET與功率晶體管之間，可正常工作于幾十千赫茲頻率范圍內(nèi)，故在較高頻率的大、中功率應(yīng)用中占據(jù)了主導(dǎo)地位。 DC/DC 變換是將固定的直流電壓變換成可變的直流電壓，也稱為直流斬波。 根據(jù) Buck 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，并通過 Matlab 仿真分析。 2 1 設(shè)計(jì)目的 直流斬波電路（ DC Chopper）的功能是將直流電變?yōu)?另一固定電壓或可調(diào)電壓的直流電，也稱為直流 — 直流變換器（ DC/DC Converter）。 主電路模塊： 由全控型 IGBT 的開通與關(guān)斷的時(shí)間占空比來決定輸出電壓 u。保護(hù)電路是用來保護(hù)電路的，防止電路產(chǎn)生過電流、過電壓和欠電壓等現(xiàn)象損害電路設(shè)備。在 IGBT 關(guān)斷時(shí)，為了給負(fù)載中電感電流提供通道，設(shè)置了續(xù)流二極管 VD。 (2)IGBT 由圖 2易知當(dāng) IGBT 截止時(shí)，回路通過二極管續(xù)流，此時(shí) IGBT 兩端承 6 受最大正壓為 100V；而當(dāng) ? =1 時(shí)， IGBT 有最大電流，其值為 5A。 (6)電阻 Rl 因?yàn)檩敵鲭妷簽?20V— 80V時(shí)，而輸出的最大電流為 5A。 SG3525 芯片 SG3525 芯片一是款專用的 PWM 控制集成電路芯片，它采用恒頻調(diào)寬控制方案，內(nèi)部包括精密基準(zhǔn)源、鋸齒波振蕩器、誤差放大器、比較器、分頻器和保護(hù)電路等。根據(jù)需要，在該端與補(bǔ)償信號(hào)輸入端之間接入信號(hào)不同的反饋網(wǎng)絡(luò)。 （ 8） 引腳 8：軟啟動(dòng)電容接入端。 （ 16） 引腳 16：基準(zhǔn)電源輸出端。 （ 10）雙路輸出（灌電流 /拉電流）： Ma(峰值 ) 其 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)?？傻?f=，基本上等于實(shí)際 30 kHz 即滿足要求。雖然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 些要求比較高的場合，但是適合本設(shè)計(jì)的要求，因此本設(shè)計(jì)采用光電耦合式驅(qū)動(dòng)電路。本電路中采用的隔離方法是，先加一級(jí)光耦隔離，再加一級(jí)推挽電路進(jìn)行放大。 2）浪涌過電壓。 1）外部出現(xiàn)負(fù)載過大、交流電源電壓過高或過低、缺相時(shí)引起的過電流。在剛導(dǎo)通時(shí)，如果電流上升率 dtdi/ 較大，會(huì)引起門極附近過熱，造成晶閘管損壞，所以要限制電
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