電力電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)報(bào)告-降壓斬波電路的設(shè)計(jì)(完整版)
【正文】 地方。 降壓斬波電路主電路工作原理圖如下： 圖 1 降壓斬波電路主電路工作原理圖 t=0 時(shí)刻驅(qū)動(dòng) V 導(dǎo)通，電源 E 向負(fù)載供電，負(fù)載電壓 0UE? ，負(fù)載電流 0i 按指數(shù)曲線上升。 Uge 大于開(kāi)啟電壓 Uge(th)時(shí)， MOSFET 內(nèi)形成溝道，為晶體管提供基極電流， IGBT 導(dǎo)通。器件工作頻率較高時(shí)，開(kāi)關(guān)損耗會(huì)大大超過(guò) IGBT 通態(tài)損耗，造成管芯溫升較高。但是， Vge 并非越高越好， Vge 過(guò)大，負(fù)載短路時(shí) Ic 增大，IL． BT 能承受短路電流的時(shí)間減少，對(duì)安全不利，一旦發(fā)生過(guò)流或短路，柵壓越高，則 電流幅值越高， IGBT 損壞的可能性就越大。但這種電隔離不應(yīng)影響驅(qū)動(dòng)信號(hào)的正常傳輸。根據(jù)負(fù)載情況實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)開(kāi)導(dǎo)通時(shí)間，從而穩(wěn)定輸出電壓 圖 5 PWM 調(diào)制原理電路圖 圖 6 PWM 波形 總的說(shuō)來(lái)， PWM 控制方式在開(kāi)關(guān)電源中使用最為普遍，它具有以下優(yōu)點(diǎn) :在負(fù)載較重情況下效率很高，電壓調(diào)整率高，線性度高，輸出紋波小，適用于 電流或者電壓控 7 制模式。 （ 3） PFM 控制模式 PWM 調(diào)制方式是將脈沖寬度固定 ，通過(guò)改變開(kāi)關(guān)頻率來(lái)調(diào)節(jié)占空比的。將負(fù)載端電壓反饋信號(hào)與基準(zhǔn)電壓比較轉(zhuǎn)換為數(shù)字電平，在時(shí)鐘上升沿檢測(cè)該反饋信號(hào)電平?jīng)Q定是否在該時(shí)鐘周期內(nèi)工作，調(diào)節(jié)開(kāi)關(guān)管的導(dǎo)通時(shí)間，從而穩(wěn)定輸出電壓 。通過(guò)調(diào)節(jié)電阻，電容的值可以改變振蕩周期。這里采用圖 15 所示的電路 圖 15 過(guò)電流保護(hù) （ 3） .IGBT 的保護(hù) a. 靜電保護(hù) 12 IGBT 的輸入級(jí)為 MOSFET，所以 IGBT 也存在靜電擊穿的問(wèn)題。這里采用由 R LC 組成的電路來(lái)吸收電壓、電流，如圖18： 圖 18 緩沖電路 MATLAB 仿真 MATLAB 仿真簡(jiǎn)介 MATLAB 是美國(guó) MathWorks 公司出品的商業(yè) 數(shù)學(xué)軟件 ，用于算法開(kāi)發(fā)、數(shù)據(jù)可視化、數(shù)據(jù)分析以及數(shù)值計(jì)算的高級(jí)技術(shù)計(jì)算語(yǔ)言和交互式環(huán)境，主要包括 MATLAB 和Simulink 兩大部分。 （ 2） ．規(guī)劃印制電路板： 在設(shè)計(jì)電路板之前，要對(duì)電路板有個(gè)初步的規(guī)劃，主要包括電路板的選擇，采用幾層電路板、板材的物理尺寸、各元件的封裝形式等，這是一項(xiàng)相當(dāng)重要的工作，是電路板設(shè)計(jì)的框架。 （ 6） ．自動(dòng)布線： Protel DXP 2020 中自動(dòng)布線的功能相當(dāng)強(qiáng)大，只要把有關(guān)參數(shù)設(shè)置得適當(dāng)，元件布局合理，系統(tǒng)就會(huì)根 據(jù)設(shè)置的規(guī)則選擇最佳的布線策略進(jìn)行自動(dòng)布線，成功率幾乎100%。 首先把設(shè)計(jì)任務(wù)搞清，接下來(lái)就是找相關(guān)資料，可以通過(guò)上圖書(shū)館和上網(wǎng)，然后對(duì)資料進(jìn)行整理。 22 表 1 23 三 參考文獻(xiàn)資料 [1]王兆安 ， 黃俊 .電力電子技術(shù) （第四版） .[北京 ]:機(jī)械工業(yè)出版社 ,2020 [2]閻石北 .數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ) （ 第四版 ） . [北京 ]:高等 教育出版社 ,2020 [3]劉小偉 ,劉宇 ,溫培和 .Altium Designer 電路設(shè)計(jì)實(shí)用教程 . [ 北京 ]：電子工業(yè)出版社 ,2020 [4] 李國(guó)勇 ,謝克明 ,楊麗娟 .計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)與 CAD—— 基于 MATLAB 的控制系統(tǒng) (第二版 ). [北京 ]：電子工業(yè)出版社 ,2020 [5]周明寶 .電力電子技術(shù) (.第一版 )[北京 ].機(jī)械工業(yè)出版社 .1997 [6]趙良炳 .現(xiàn)代電力電子技術(shù)基礎(chǔ) .（ 第一版 ） [北京 ].清華大學(xué)出版社 .1995 [7]林渭勛 .現(xiàn)代電力電子電路 .（ 第二版 ） [北京 ].浙江大學(xué)出版社 .2020 [8]邵丙衡 .電力電子技術(shù) .(第一版 ). [北京 ].鐵道出版社 .1997 。 書(shū) 上原理性的東西與真正的動(dòng)手操作還是有很大的區(qū)別的，要考慮很多因素，比如說(shuō)，參數(shù)的選取和設(shè)定，這些對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果是有很大的影響的。 (8)． DRC 檢查： 布線完成后，為了確保 PCB 板符合設(shè)計(jì)規(guī)則、所有的網(wǎng)絡(luò)連接正確，必須對(duì)電路板進(jìn)行設(shè)計(jì)規(guī)則檢查（ DRC）。大多數(shù)情況下，可以直接使用系統(tǒng)的默認(rèn)值，參數(shù)設(shè)置是一次性完成的，在后續(xù)的設(shè)計(jì)工作中很少需要修改。 主電路的仿真 MATLAB 中搭建模塊，搭建好的模型圖如下： 14 圖 19 仿真模型圖 2．調(diào)試與結(jié)果 （ a） . 調(diào)節(jié)觸發(fā)脈沖的占空比為 10%，得出輸出電流 0I 和電壓 0U （圖 20）及其波形如下所示 圖 20 占空比 10%波形 （ b） . 調(diào)節(jié)觸發(fā)脈沖的占空比為 20%，得出
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