直流降壓斬波電路的設(shè)計(編輯修改稿)
2025-04-04 22:41 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 (4)閉鎖控制端 10 利用外部電路控制 10腳電位，當 10腳有高電平時，可關(guān)閉誤差放大器的輸出，因此，可作為軟起動和過電壓保護等。 (5)有軟起動電路 比較器的反相端即軟起動控制端 8，端 8可外接軟起動電容。該電容由內(nèi)部 Vref 的 50μ A恒流源充電。達到 所經(jīng)的時間為 8CA50 ??? 。點空比由小到大（ 50％）變化。 (6)增加 PWM 鎖存器使關(guān)閉作用更可靠 比較器（脈沖寬度調(diào)制）輸出送到 PWM 鎖存器。鎖存器由關(guān)閉電路置位，由振蕩器輸出時間脈沖復(fù)位。這樣，當關(guān)閉電路動作，即使過流信號立即消失，鎖存器也可維持一個周期的關(guān)閉控制，直到下一周期時鐘信號使倘存器復(fù)位為止。 另外，由于 PWM 鎖存器對比較器來的置位信號鎖存 ，將誤差放大器上的噪音、振鈴及系統(tǒng)所有的跳動和振蕩信號消除了。只有在下一個時鐘周期才能重新置位，有利于可靠性提高。 (7)增設(shè)欠壓鎖定電路 電路主要作用是當 IC 塊輸入電壓小于 8V 時，集成塊內(nèi)部電路鎖定，停止工作（其準源及必要電路除外），使之消耗電流降到很小（約 2mA）。 (8)輸出級 由兩個中功率 NPN 管構(gòu)成，每管有抗飽和電路和過流保護電路，每組可輸出 100mA。組間是相互隔離的。電路結(jié)構(gòu)改為確保其輸出電平或者是高電平或者是低電平的一個電平狀態(tài)中。為了能適應(yīng)驅(qū)動快速的場效應(yīng)功率管的需要，末級采用推拉式電路， 使關(guān)斷速度更快。 11端（或 14端）的拉電流和灌電流，達 100mA。在狀態(tài)轉(zhuǎn)換中，由于存在開閉滯后，使流出和吸收間出現(xiàn)重迭導通。在重迭處有一個電流尖脈沖，其持續(xù)時間約 100ns。使用時 VC 接一個 f電容可以濾去尖峰。 另一個不足處是吸電流時，如負載電流達到 50mA 以上時，管飽和壓降較高（約 1V）。 、 驅(qū)動電路設(shè)計 、 驅(qū)動電路方案選擇 IGBT 是電力電子器件，控制電路產(chǎn)生的控制信號一般難以以直接驅(qū)動 IGBT。因此需要信號放大的電路。另外直流斬波電路會產(chǎn)生很大的電磁干擾，會影響控制電路的正 常工作，甚至導致電力電子器件的損壞。因而還設(shè)計中還學要有帶電氣隔離的部分。 該驅(qū)動部分是連接控制部分和主電路的橋梁，驅(qū)動電路的穩(wěn)定與可靠性直接影響著整個系統(tǒng)變流的成敗。具體來講 IGBT 的驅(qū)動要求有一下幾點： （ 1）動態(tài)驅(qū)動能力強，能為 IGBT 柵極提供具有陡峭前后沿的驅(qū)動脈沖。否則 IGBT 會在開通及關(guān)延時，同時要保證當 IGBT 損壞時驅(qū)動電路中的其他元件不會被損壞。 （ 2）能向 IGBT 提供適當?shù)恼蚝头聪驏艍海话闳?+15 V 左右的正向柵壓比較恰當，取 5V 反向柵壓能讓 IGBT 可靠截止。 （ 3）具有柵壓限幅電路，保護柵極不被擊穿。 IGBT 柵極極限電壓一般為土 20 V，驅(qū)動信號超出此范圍可能破壞柵極。 （ 4）當 IGBT 處于負載短路或過流狀態(tài)時，能在 IGBT 允許時間內(nèi)通過逐漸降低柵壓自動抑制故障電流，實現(xiàn) IGBT 的軟關(guān)斷。驅(qū)動電路的軟關(guān)斷過程不應(yīng)隨輸入信號的消失而受到影響。 針對以上幾個要求，對驅(qū)動電路進行以下設(shè)計。針對驅(qū)動電路的隔離方式，有以下 2種驅(qū)動電路，下面對其進行比較選擇。 方案 1：采用光電耦合式驅(qū)動電路，該電路雙側(cè)都有源。其提供的脈沖寬度不受限制，較易檢測 IGBT 的電壓和電流的狀態(tài)，對 外送出過流信號。另外它使用比較方便，穩(wěn)定性比較好。但是它需要較多的工作電源，其對脈沖信號有 1us 的時間滯后，不適應(yīng)于某些要求比較高的場合。 方案 2：采用變壓器耦合驅(qū)動器，其輸入輸出耐壓高，電路結(jié)構(gòu)簡單，延遲小。但是它不能實現(xiàn)自動過流保護，不能實現(xiàn)任意脈寬輸出，而且其對變壓器的繞制要求嚴格。 通過以上比較，結(jié)合本系統(tǒng)中，對電壓要求不高，而且只有一個全控器件需要控制，使用光耦電路，使用方便，所以選擇方案 1。 對于方案 1可以用 EXB841驅(qū)動芯片來實現(xiàn)也可以直接用光耦電路進行主電路與控制電路隔離，再把驅(qū)動信號加一 級推挽電路進行放大使得驅(qū)動信號足以驅(qū)動 IGBT 管。由于我所設(shè)計的過流保護電路是利用控制芯片 10端來設(shè)計的，且直接用光耦電路比較簡單，所以我沒有用驅(qū)動芯片而是直接用光耦電路。 、 工作原理 如圖 5所示， IGBT 降壓斬波電路 的驅(qū)動電路提供電氣隔離環(huán)節(jié)。一般電氣隔離采用光隔離或磁隔離。光隔離一般采用光耦合器，光耦合器由發(fā)光二極管和光敏晶體管組成，封裝在一個外殼內(nèi)。本電路中采用的隔離方法是，先加一級光耦隔離，再加一級推挽電路進行放大。采用的光耦是 TLP5211。為得到最佳的波形，在調(diào)試的過程中對光耦兩端的 電阻要進行合理的搭配。 圖 5 驅(qū)動電路 原理：控制電路所輸出
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