直流降壓斬波電路的設計(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 鎖存器使關閉作用更可靠 比較器（脈沖寬度調制）輸出送到 PWM 鎖存器。鎖存器由關閉電路置位，由振蕩器輸出時間脈沖復位。這樣，當關閉電路動作，即使過流信號立即消失，鎖存器也可維持一個周期的關閉控制，直到下一周期時鐘信號使倘存器復位為止。 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。電路結構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。為了能適應驅動快速的場效應功率管的需要，末級采用推拉式電路， 使關斷速度更快。 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）。 、 驅動電路設計 、 驅動電路方案選擇 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。因而還設計中還學要有帶電氣隔離的部分。 該驅動部分是連接控制部分和主電路的橋梁，驅動電路的穩(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 的驅動要求有一下幾點： （ 1）動態(tài)驅動能力強，能為 IGBT 柵極提供具有陡峭前后沿的驅動脈沖。否則 IGBT 會在開通及關延時，同時要保證當 IGBT 損壞時驅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?，一般?+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 的軟關斷。驅動電路的軟關斷過程不應隨輸入信號的消失而受到影響。 針對以上幾個要求，對驅動電路進行以下設計。針對驅動電路的隔離方式，有以下 2種驅動電路，下面對其進行比較選擇。 方案 1：采用光電耦合式驅動電路，該電路雙側都有源。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，不適應于某些要求比較高的場合。 方案 2：采用變壓器耦合驅動器，其輸入輸出耐壓高，電路結構簡單，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，再把驅動信號加一 級推挽電路進行放大使得驅動信號足以驅動 IGBT 管。由于我所設計的過流保護電路是利用控制芯片 10端來設計的，且直接用光耦電路比較簡單，所以我沒有用驅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，在調試的過程中對光耦兩端的 電阻要進行合理的搭配。 圖 5 驅動電路 原理：控制電路所輸出
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