電力電子技術課程設計之降壓斬波電路(編輯修改稿)
2024-12-09 11:02 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 斬波主電路圖 保護電路設計 1）過電壓保護 所謂過電壓保護，即指流過 IGBT 兩端的電壓值超過 IGBT 在正常工作時所能承受的最大峰值電壓 Um 都稱為過電壓。 產(chǎn)生過電壓的原因一般由靜電感應、雷擊或突然切斷電感回路電流時電磁感應所引起。其中，對雷擊產(chǎn)生的過電壓，需在變壓器的初級側(cè)接上避雷器，以保護變壓器本身的安全；而對突然切斷電感回路電流時電磁感應所引起的過電壓，一般發(fā)生在交流側(cè)、直流側(cè)和器件上，因而，下面介紹直流斬波電路主電路的過電壓保護方法。其電路如圖 3 所示 圖 3 過電壓保護電路 電力電子技術 課程設計 6 2）過電流保護 所謂過電流保護，即指流過 IGBT的電壓值超過 IGBT在正常工作時所能承受的最大峰值 Im都稱為過電流。這里采用圖 4所示的電路 圖 4 過電流保護電路 3） IGBT 的保護 ① 靜電保護 IGBT 的輸入級為 MOSFET，所以 IGBT 也存在靜電擊穿的問題。防靜電保護極為必要。在靜電較強的場合， MOSFET 容易靜電擊穿，造成柵源短路。采用以下方法進行保護：應存放在防靜電包裝袋、導電材料包裝袋或金屬容器中。取用器件時，應拿器件管殼，而不要拿引線。工作臺和烙鐵都必須良好接地，焊接時電烙鐵功率應不超過 25W，最好使用 12V～ 24V 的低電壓烙鐵，且前端作為接地點，先焊柵極，后焊漏極與源極。在測試 MOSFET 時，測量儀器和工作臺都必須良好接地， MOSFET 的三個電極未全部接入測試儀器或電路前，不要施加電壓，改換測試范圍時，電壓和電流都必須先恢復到零。 ② 過電流保護 IGBT 過電流可采用集射極電壓狀態(tài)識別保護方法，電路如圖 5 所示 圖 5 集射極電壓狀態(tài)識別保護電路 ③ 短路保護 電力電子技術 課程設計 7 圖 6 短路保護電路 4) 緩沖電路 緩沖電路（吸收電路）的作用主要是抑制器件的內(nèi)因過電壓、 du/dt、過電流和 di/dt，減小器件的開關損耗。這里采用由 R LC 組成的電路來吸收電壓、電流，如圖 7。 圖 7 緩沖電路 主電路的計算和元器件的參數(shù)選型 1）計算 ① 定義開關管導通時間 ton與開關周期 Ts 的比值 為占空比，用 Dc 表示 Dc=ton/Ts ② 電感 Lc= Uo(1Dc)Ts/(2Po*Po) 其中 : Po= Uo*Io ③ 紋波電壓 U1= Uo(1Dc)Ts* Ts/8LC ④ 電容 C= Uo(1Dc)Ts* Ts/8LU1 2)元器件參數(shù) 電力電子技術 課程設計 8 ① 主開關管可以使用 MOSFET,開關頻率為 20Hz； ② 輸入 200V，輸出 50V，可確定占空比為 Dc=25% ③ 選擇電感 Lc= Uo(1Dc)Ts/(2Po*Po)=*10^(4)H 這個值是電感電流連續(xù)與否的臨界值， LLc 則電感電流連續(xù)，試劑電感值可選為 倍的臨界電感值，可選擇為 10?4H； ④ 據(jù)波紋的要求計算電容值 C= Uo(1Dc)Ts* Ts/8LU1=*10^(4)F ⑤ 當開關頻率為 50kHz 時， L=*10^(4)H,C=*10^(4) 四、 Simulink 仿真系統(tǒng)設計 建立一個 buck 的新模型 在“ SimpowerSytems/Electrical Sources” 庫中選擇” DC voltage source”直流電壓模塊在對 話框中將直流電壓設置為 200V。 如 下 圖 ： 在“ SimPowerSystems/Electri
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