降壓直流斬波電路設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)(編輯修改稿)
2025-04-05 05:29 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 n on ttt to (1) 式中， ton為 V 處于通態(tài)的時(shí)間； toff為 V處于斷態(tài)的時(shí)間； T為開關(guān)周期； ?為導(dǎo)通占空比。 由式 （ 1） 可知，輸出到負(fù)載的電壓平均值 Uo 最大為 E，減小占空比 ? ， Uo隨之減小。因此將該電路稱為降壓斬波電路。也稱 buck 變換器。 負(fù)載電流平均值為 REUI moo ?? (2) 圖 2 降壓斬波電路的工作波形 3 2 電路的設(shè)計(jì) 整流濾波電路 本設(shè)計(jì)采用橋式電路整流：由四個(gè)二極管組成一個(gè)全橋整流電路 . 對整流出來的電壓進(jìn)行傅里葉變換得 2 4 4 42 c o s 2 c o s 4 6 . . .3 1 5 3 5o u t inv v t t t? ? ?? ? ? ???? ? ? ????? 由整流電路出來的電壓含有較大 的紋波，電壓質(zhì)量不太好，故需要進(jìn)行濾波。本電路采用 LC 低通濾波器（通過串聯(lián)一個(gè)電感，濾除電流的高次諧波，并聯(lián)一個(gè)電容濾除電壓的高次諧波），以減小紋波。 Protel 原理圖如圖 3 所示： 圖 3 整流濾波電路原理圖 輸入端接 220V、 50Hz 的市電，進(jìn)過變壓器 T1（原線圈 /副線圈為 ）后輸出200V、 50Hz。當(dāng)同名端為正時(shí) D D5 導(dǎo)通， D D4 截止，電壓上正下負(fù)。當(dāng)同名端為負(fù)時(shí) D D5 截止， D D4 導(dǎo)通，電壓同樣是上正下負(fù)，從而實(shí)現(xiàn)整流。電感具有電流不能突變，通直流阻交流特性，因此串聯(lián)一個(gè)電感可 以提高直流電壓品質(zhì)。而電容具有電壓不能突變，通交流阻直流特性，因此并聯(lián)一個(gè)大電容可以濾除雜波，減小紋波。結(jié)合兩種元器件的特性，組成上圖整流電路，可以得到比較理想的直流電壓 （幅值為 50V） 。 4 IGBT 驅(qū)動電路的設(shè)計(jì) IGBT 的驅(qū)動是矩形波，所以我選擇了由比較器 LM358 產(chǎn)生矩形波。 圖 4 LM358的引腳圖 LM358 簡介： LM358 內(nèi)部包括有兩個(gè)獨(dú)立的、高增益、內(nèi)部頻率補(bǔ)償?shù)碾p運(yùn)算放大器，適合于電源電壓范圍很寬的單電源使用，也適用于雙電源工作模式，在推薦的工作條件下 ，電源電流與電源電壓無關(guān)。它的使用范圍包括傳感放大器、直流增益模塊和其他所有可用單電源供電的使用運(yùn)算放大器的場合。 描述：運(yùn)放類型 :低功率 放大器數(shù)目 :2 針腳數(shù) :8 工作溫度范圍 :0176。 C to 70176。 C 封裝類型 :SOIC 3dB 帶寬增益乘積 : 變化斜率 :器件標(biāo)號 :358 電源電壓 最大 :32V 電源電壓 最小 :3V 安裝器件 :表面安裝 5 圖 5 比較器產(chǎn)生方波電路圖 其中 3口是輸入口 6 接直流電源電壓 1 為輸出口。 6 3 電路各元件的參數(shù)設(shè)定及元件型號選擇 各元件的參數(shù)設(shè)定 IGBT 的參數(shù)設(shè)定 圖 6 IGBT的簡化等效電路以及電氣圖形符號 表 1 IGBT模塊的術(shù)語及其說明 術(shù) 語 符 號 定義及其說明（測定條件參改說明） 集電極 、 發(fā)射極間電壓 VCES 柵極 、發(fā)射極間短路時(shí)的集電極，發(fā)射極間的最大電壓 柵極發(fā)極間電壓 VGES 集電極、發(fā)射極間短路時(shí)的柵極，發(fā)射極間最大電壓 集電極電流 IC 集電極所允許的最大直流電流 耗散功率 PC 單個(gè) IGBT 所允許的最大耗散功率 結(jié)溫 Tj 元件連續(xù)工作時(shí)芯片溫廈 關(guān)斷電流 ICES 柵極、在集電極、發(fā)射極間加上指定的電壓時(shí)的集電極電流 圖 7 降壓斬波電路電路圖 7 圖 8 降壓斬波總電路圖 由圖 7所示此次設(shè)計(jì)的電源電壓為 220V，當(dāng)二
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