電力電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)-降壓斬波電路設(shè)計(jì)-在線瀏覽
2025-07-25 03:11本頁面
【正文】 何利用Internet檢索需要的文獻(xiàn)資料。培養(yǎng)運(yùn)用知識(shí)的能力和工程設(shè)計(jì)的能力。 課程設(shè)計(jì)要求降壓斬波電路設(shè)計(jì)要求：輸入直流電壓：Ud=100V開關(guān)頻率5KHz輸出電壓20V最大輸出電流：20A=100mH：400W 方案確定電力電子器件在實(shí)際應(yīng)用中，一般是由控制電路，驅(qū)動(dòng)電路，保護(hù)電路和以電力電子器件為核心的主電路組成一個(gè)系統(tǒng)。根據(jù)降壓斬波電路設(shè)計(jì)任務(wù)要求設(shè)計(jì)主電路、控制電路、驅(qū)動(dòng)及保護(hù)電路，設(shè)計(jì)出降壓斬波電路的結(jié)構(gòu)框圖如圖1所示。通過控制開關(guān)的開通和關(guān)斷來控制降壓斬波電路的主電路工作。三、 主電路設(shè)計(jì) 主電路方案 根據(jù)所選課題設(shè)計(jì)要求設(shè)計(jì)一個(gè)降壓斬波電路，可運(yùn)用電力電子開關(guān)來控制電路的通斷即改變占空比，從而獲得我們所想要的電壓。而另一種方案是先把直流變交流降壓，再把交流變直流，這種方案把本該簡單的電路復(fù)雜化，不可取。 工作原理 根據(jù)所學(xué)的知識(shí)，直流降壓斬波主電路如圖2所示： 圖2 主電路圖直流降壓斬波主電路使用一個(gè)全控器件IGBT控制導(dǎo)通。電路工作時(shí)波形圖如圖3所示： 圖3 降壓電路波形圖 當(dāng)時(shí)刻，控制IGBT關(guān)斷，負(fù)載電流經(jīng)二極管續(xù)流，負(fù)載電壓近似為零，負(fù)載電流指數(shù)曲線下降。至一個(gè)周期T結(jié)束，再驅(qū)動(dòng)IGBT導(dǎo)通，重復(fù)上一周期的過程。通過調(diào)節(jié)占空比α使輸出到負(fù)載的電壓平均值最大為E，若減小占空比α，則隨之減小。主電路中需要確定參數(shù)的元器件有IGBT、二極管、直流電源、電感、電阻值的確定，其參數(shù)確定如下：(1)電源 要求輸入電壓為100V。所以由歐姆定律可得負(fù)載電阻值為1歐姆。故需選擇集電極最大連續(xù)電流=，反向擊穿電壓的IGBT，而一般的IGBT都滿足要求。(5)電感 L=100mH。斬波電路有三種控制方式：，調(diào)節(jié)開關(guān)導(dǎo)通時(shí)間ton，稱為脈沖寬度調(diào)制或脈沖調(diào)寬型；，改變開關(guān)周期T，成為頻率調(diào)制或調(diào)頻型；，是占空比改變，稱為混合型。PWM控制就是對脈沖寬度進(jìn)行調(diào)制的技術(shù)。改變脈沖的占空比就是對脈沖寬度進(jìn)行調(diào)制，只是因?yàn)檩斎腚妷汉退枰妮敵鲭妷憾际侵绷麟妷海虼嗣}沖既是等幅的，也是等寬的，僅僅是對脈沖的占空比進(jìn)行控制。因?yàn)轭}目要求輸出電壓連續(xù)可調(diào)，所以我選用一般的PWM發(fā)生芯片來進(jìn)行連續(xù)控制。其11和14腳輸出兩個(gè)等幅、等頻、相位互補(bǔ)、占空比可調(diào)的PWM信號(hào)。振蕩器還設(shè)有外同步輸入端(腳3)。該放大器是一個(gè)兩級(jí)差分放大器。 工作原理由于SG3525的振蕩頻率可表示為 ： 式中:, 分別是與腳腳6相連的振蕩器的電容和電阻；是與腳7相連的放電端電阻值?？傻胒=40kHz，滿足要求。因此可以將驅(qū)動(dòng)電路輸出的過流保護(hù)電流信號(hào)經(jīng)一電阻作用，轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)來進(jìn)行過流保護(hù)，同理也可以用10端進(jìn)行過壓保護(hù)。SG3525還有穩(wěn)壓作用。調(diào)節(jié)變位器使得1端得到不同的基準(zhǔn)電位，控制輸出脈寬的占空比，從而可使得輸出電壓為5080V范圍。 SG3525A 芯片的內(nèi)部結(jié)構(gòu)（1）基準(zhǔn)電壓調(diào)整器，50mA，有短路電流保護(hù)的電壓調(diào)整器。若輸入電壓低于6V時(shí)，可把116腳短接，這時(shí)5V電壓調(diào)整器不起作用。RT阻值決定了內(nèi)部恒流值對CT充電，CT的放電則由7端之間外接的電阻值RD決定。這時(shí)3525A的振蕩頻率可表為： （）在3525A中增加了同步端3專為外同步用，為多個(gè)3525A的聯(lián)用提供了方便。(3)誤差放大器誤差放大器是差動(dòng)輸入的放大器。~，需要將基準(zhǔn)電壓分壓送至誤差放大器1腳（正電壓輸出）或2腳（負(fù)電阻輸出）。這樣避免了彼此相互影響。(4)閉鎖控制端10利用外部電路控制10腳電位，當(dāng)10腳有高電平時(shí)，可關(guān)閉誤差放大器的輸出，因此，可作為軟起動(dòng)和過電壓保護(hù)等。該電容由內(nèi)部Vref的50μA恒流源充電。(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。這樣，當(dāng)關(guān)閉電路動(dòng)作，即使過流信號(hào)立即消失，鎖存器也可維持一個(gè)周期的關(guān)閉控制，直到下一周期時(shí)鐘信號(hào)使倘存器復(fù)位為止。只有在下一個(gè)時(shí)鐘周期才能重新置位，有利于可靠性
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