直流斬波電路的matlab建模與仿真畢業(yè)設(shè)計(jì)-文庫吧資料
2024-12-09 16:46本頁面
【正文】 到保護(hù)的目的。 4）過電壓和過電流保護(hù)動作引起的過電壓。 3）電力電子器件的關(guān)斷過電壓。 2）浪涌過電壓。 1）操作過電壓。但 IGBT 的柵極 發(fā)射極間存在著較大的寄生電容（幾千至上萬 pF） ，在驅(qū)動脈沖電壓的上升及下降沿需要提供數(shù) 安 電流，才能滿足開通和關(guān)接 IGBT 柵極 PWM 調(diào)制 接 IGBT 源極 12 斷的動態(tài)要求，這使得它的驅(qū)動電路也必須輸出一定的峰值電流。并且推挽式電路簡單實(shí)用，故用推挽式進(jìn)行電壓放大。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(jìn)行放大。 經(jīng)過上文的分析采用以下驅(qū)動電路： 圖 7 驅(qū)動電路原理圖 如圖 7 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)。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。針對以上幾個要求，對驅(qū)動電路進(jìn)行以下設(shè)計(jì)。雖然它需要較多的工作電源，其對脈沖信號有 1μ s 的時間滯后，不適應(yīng)于某 些要求比較高的場合，但是適合本設(shè)計(jì)的要求，因此本設(shè)計(jì)采用光電耦合式驅(qū)動電路。 圖 6 控制電路圖 驅(qū)動電路原理與設(shè)計(jì) 本設(shè)計(jì) 采用光電耦合式驅(qū)動電路 該電路雙側(cè)都有電源，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。但當(dāng)其沒有過流時， 10腳一直處于低電平，從而正常的輸出 PWM 波。因此可以將驅(qū)動電路輸出的過流保護(hù)電流信號經(jīng)過電阻作用將其轉(zhuǎn)換成電壓信號來進(jìn)行過流保護(hù)?？傻?f=，基本上等于實(shí)際 30 kHz 即滿足要求。 控制電路原理 由于 SG3525 的振蕩頻率可表示為 ： )( 1 dtt RRCf ?? 10 式中 : tC , tR 分別是與腳 腳 6 相連的振蕩器的電容和電阻； dR 是與腳 7 相連的放電端電阻值。該放大器是一個兩級差分放大器。振蕩器還設(shè)有外同步輸入端 (腳 3)。 （ 10）雙路輸出（灌電流 /拉電流）： Ma(峰值 ) 其 11 和 14 腳輸出兩個等幅、等頻、相位互補(bǔ)、占空比可調(diào)的 PWM 信號。 （ 8） 具有 PWM 鎖存功能，禁止多脈沖。 （ 6） 內(nèi)置軟啟動電路。 （ 2） 微調(diào)基準(zhǔn)電源 （ 3） 振蕩器頻率工作范圍： 100Hz500kHz。 （ 16） 引腳 16：基準(zhǔn)電源輸出端。 （ 14） 引腳 14：輸出端 B。 9 （ 12） 引腳 12：信號地。 （ 10） 引腳 10：外部關(guān)斷信號輸入端。 （ 8） 引腳 8：軟啟動電容接入端。 （ 7） 引腳 7：振蕩器放電端。 （ 5） 引腳 5：振蕩器定時電容接入端。該端接外 部同步脈沖信號可實(shí)現(xiàn) 外電路同步。根據(jù)需要，在該端與補(bǔ)償信號輸入端之間接入信號不同的反饋網(wǎng)絡(luò)。 （ 2）引腳 2：誤差放大器同向輸入端。在閉環(huán)系統(tǒng)中，該引腳接反饋信號。其各引腳功能如圖 4所示，內(nèi)部框圖如圖 5所示。 SG3525 芯片 SG3525 芯片一是款專用的 PWM 控制集成電路芯片，它采用恒頻調(diào)寬控制方案，內(nèi)部包括精密基準(zhǔn)源、鋸齒波振蕩器、誤差放大器、比較器、分頻器和保護(hù)電路等。頻率調(diào)制中，開關(guān)周期是變化的， PWM 的開關(guān)周期是不變的，因此 PWM 調(diào)劑方法有較好的濾波效果，是常見的調(diào)制方式。 3） ont 和 T都可調(diào)，使占空比改變，稱為混合型 但是普遍采用的是 脈沖寬調(diào)制工作方式。 降壓斬波電路控制電路的設(shè)計(jì) 控制電路及器件選擇 7 控制方式 根據(jù)對輸出電壓平均值進(jìn)行調(diào)制的方式不同，斬波電路有三種控制方式： 1） 保持開關(guān)周期 T不變，調(diào)節(jié)開關(guān)導(dǎo)通時間 ont 不變，稱為 PWM。 (6)電阻 Rl 因?yàn)檩敵鲭妷簽?20V— 80V時，而輸出的最大電流為 5A。 (5) 電容 選擇的電容既要使得輸出的電壓紋波小于 1%，也不能取的太大，否則會使電路的速度變得很慢。但是考慮到 2 倍的安全裕量： 則需要 minU =200V minI =10A (4)電感 選擇大電感 L，使得電路不至于斷流，能夠續(xù)流，此時的臨界電感為： L= 0U （ dU — oU ） /2f dU I。但是考慮到 2倍的安 全裕量，則需要選擇集電極最大連續(xù)電流 cI 》 10A，反向擊穿電壓 vceoB 》 200V 的 IGBT。 (2)IGBT 由圖 2易知當(dāng) IGBT 截止時，回路通過二極管續(xù)流，此時 IGBT 兩端承 6 受最大正壓為 100V；而當(dāng) ? =1 時， IGBT 有最大電流，其值為 5A。本文就不對其詳細(xì)討論了，取電流處于連續(xù)模式進(jìn)行設(shè)計(jì)。在穩(wěn)態(tài)情況下，因?yàn)殡娙蓦娏髌骄禐?0，所以電感電流平均值等于輸 出電流平均值 I。當(dāng)開關(guān)管 IGBT 關(guān)斷時，電感 自感電勢使二極管導(dǎo)通，電感中儲存的能力經(jīng)二極管續(xù)流給負(fù)載，電感電流減小，等效電路圖如圖 4 所示。在 IGBT 關(guān)斷時，為了給負(fù)載中電感電流提供通道，設(shè)置了續(xù)流二極管 VD。它是一種降壓型變換器，其輸出電壓平均值 U，總是小于輸入電壓 dU 。 降壓斬波電路主電路設(shè)計(jì) BUCK降壓斬波主電路 tttOOOb)TEiGtonto f fio i1i2I10I20t1uoOOOtttTE Ec)iGiGtonto f
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